Poco después Mario Vargas Llosa ingresó en la Universidad de San Marcos de Lima, donde cursó estudios de literatura. Viajó a Europa, donde empezó a trabajar en la Radio Televisión Francesa y fue profesor en el Queen Mary College de Londres.

Vargas Llosa publicó su primera obra, Los jefes (1959), con veintitrés años apenas, y con la novela La ciudad y los perros (1962) se ganó ya un prestigio entre los escritores que por aquel entonces gestaban el inminente «boom» literario iberoamericano. Estableció su residencia primero en París y luego en Londres (1867), de donde Vargas Llosa se trasladó a Washington y Puerto Rico.

Su madurez literaria llegó con La casa verde (1966), verdadera exhibición de virtuosismo literario, cuya prosa integra abundantes elementos experimentales, tales como la mezcla de diálogo y descripción y la combinación de acciones y tiempos diversos, recursos que empleó también en parte en Los cachorros (1967) y en Conversación en la catedral (1969), áspero retrato de la dictadura peruana de Manuel Odría.

En su quehacer novelístico posterior destacan Pantaleón y las visitadoras (1973), La tía Julia y el escribidor (1977), La guerra del fin del mundo (1981), en la que Vargas Llosa aborda la problemática social y religiosa de Iberoamérica, y ¿Quién mató a Palomino Moreno? (1986), basada en una investigación policial.

Su labor como crítico literario se refleja en sus ensayos García Márquez: historia de un deicidio y La orgía perpetua: Flaubert y Madame Bovary (1975). En 1976, con José María Gutierrez, Vargas Llosa codirigió la versión cinematográfica de su novela Pantaleón y las visitadoras. En 1977 fue nombrado miembro de la Academia Peruana de la Lengua y profesor de la cátedra Simón Bolívar en Cambridge.

Impulsor del partido Frente Democrático, Vargas Llosa se presentó como cabeza de lista en las elecciones peruanas de 1990, en las que fue derrotado por Alberto Fujimori. Otras obras suyas son La señorita de Tacna (1981), Contra viento y marea (1983), Historia de Mayta (1984) y El hablador (1988).

En 1994 Vargas Llosa recopiló sus colaboraciones periodísticas en Desafío a la libertad y en 1997 apareció su novela erótica Los cuadernos de don Rigoberto, en la misma línea de su anterior Elogio de la madrastra (1988). Vargas Llosa obtuvo el Premio Príncipe de Asturias de las Letras en 1986, el Premio Planeta de 1993 por Lituma en los Andes y el Premio Cervantes en 1995. Desde 1984 Vargas Llosa es miembro de la Real Academia Española.