Debiutował pod koniec lat 60. minionego wieku, współtworzył formację poetycką zwaną Nową Falą, występującą przeciwko zakłamywaniu rzeczywistości i zawłaszczaniu języka przez komunistyczną ideologię i propagandę. Wraz z Julianem Kornhauserem napisał programową książkę Nowej Fali – tom szkiców Świat nie przedstawiony (1974). Zawierała ona krytykę literatury, która uchyla się od kontaktu z realnością, nie służy zbiorowości i nadużywa alegorii. „Powiedz prawdę do tego służysz” – fraza z wiersza Zagajewskiego to jedno z haseł tamtych lat.
Podobnie jak inni poeci Nowej Fali, zwłaszcza Stanisław Barańczak i Ryszard Krynicki, Zagajewski w latach 70. włączył się w działania opozycji demokratycznej. Równocześnie w swoim pisarstwie odchodził od nowofalowego programu. W tomie szkiców Solidarność i samotność (1986) ogłoszonym w Paryżu, dokąd wyjechał z przyczyn osobistych rok po wprowadzeniu stanu wojennego, dokonuje znaczącego przesunięcia akcentów. Ważniejsze od identyfikacji ze zbiorowością stają się teraz samotne poszukiwania duchowe, kontemplacja świata realnego i świata sztuki, podróże, będące jakby etapami wtajemniczenia. Następne zbiory wierszy, poczynając od Jechać do Lwowa, przynoszą wspaniałe epifanie, zapisy mistycznych niemal doznań, które są efektem uważnej i czułej obserwacji natury, ludzi, dzieł architektury, obrazów, a także słuchania muzyki oraz lektur dzieł filozofów i wierszy kolegów poetów wielu pokoleń.
Tytuł wspomnianego tomu, zaczerpnięty z jednego z wierszy, wskazuje na inny ważny trop w poezji Zagajewskiego: trop utraconej małej ojczyzny. Rodzina Zagajewskich pochodzi ze Lwowa – wieloetnicznego miasta, które było przez kilka wieków ważnym ośrodkiem kultury polskiej i które po drugiej wojnie światowej znalazło się w granicach Związku Radzieckiego, a obecnie Ukrainy. Sam poeta urodził się w 1945 roku w tym mieście, ale po kilku miesiącach wraz z bliskimi znalazł się w Gliwicach na Górnym Śląsku. Pamięć Lwowa, żywa w rodzinnym domu, nie ma u Zagajewskiego nic wspólnego z rewindykacyjnymi resentymentami, ale służy konstruowaniu mitu miasta idealnego, prywatnej Jerozolimy oraz poety wygnańca, który zawsze pozostaje w drodze.
Zagajewski był poetą zachwytu, olśnienia, afirmacji, a zarazem podstawowych egzystencjalnych pytań. W ostatnich książkach – także autorem poruszających elegii, w których dialogował z nieżyjącymi rodzicami i żegnał odchodzących przyjaciół. Był obrońcą żarliwości, a także powagi, która nie wyklucza humoru, i stylu wysokiego, ale bez patosu. Bliski jest w tym Czesławowi Miłoszowi, którego podziwiał i z którym się przyjaźnił. Amerykański poeta C.K. Williams pisze o „zadziwiającym darze metafory” Zagajewskiego, karaibski noblista Derek Walcott – o „świeckiej świętości” i „celowości mszału” jego książek poetyckich. Bo też są one zawsze czymś więcej niż sumą składających się na nie utworów, istotny jest ich wewnętrzny układ, nawroty wątków i relacje między nimi. A uniwersalizm poezji Zagajewskiego znalazł potwierdzenie w sytuacji wyjątkowej – kiedy po zamachu na nowojorskie wieże World Trade Center 11 września 2001 roku tygodnik „The New Yorker” przedrukował właśnie jego wiersz Spróbuj opiewać okaleczony świat. Redaktorzy pisma uznali, że ten utwór, choć napisany przed tragedią, uderza w ton najwłaściwszy.
Adam Zagajewski był laureatem licznych nagród polskich i zagranicznych, między innymi Nagrody Fundacji im. Kościelskich, Nagrody Heinricha Manna, Nagrody Polskiego PEN Clubu im. Jana Parandowskiego, Nagrody Księżnej Asturii. We Francji został Kawalerem Orderu Legii Honorowej, a w Niemczech Orderu Pour le Mérite. Otrzymał też Międzynarodową Nagrodę Literacką Vilenica, szwedzką nagrodę im. T. Tranströmera, Międzynarodową Nagrodę Literacką Neustadt oraz Chińską Nagrodę Literacką Zhongkun. Otrzymał także Krzyż Komandorski Orderu Odrodzenia Polski i Złoty Medal „Zasłużony Kulturze Gloria Artis”.