Ông là tác giả của những tác phẩm văn học nổi tiếng về đề tài trên với bút danh Xuân Thiều và Nguyễn Thiều Nam: Người anh nuôi của đơn vị (in chung, tập truyện), Đôi vai (truyện ngắn), Một người lính (in chung, truyện ngắn), Chiến đấu trên mặt đường (ký), Trời xanh (truyện ngắn), Mặt trận kêu gọi (truyện dài), Trước giờ ra trận (tập thơ), Khúc sông (truyện ngắn), Từ một cánh rừng (kịch bản phim truyện), Bắc Hải Vân xuân 1975 (ký), Khúc hát mở đầu (truyện dài thiếu nhi), Huế mùa mai đỏ (tiểu thuyết), Gió từ miền cát (truyện ngắn), Người mẹ tội lỗi (tập truyện), Xin đừng gõ cửa (truyện ngắn), Tư Thiên (tiểu thuyết), Tiếng nói cảm xúc (tiểu luận-phê bình), Và nỗi nhớ (tập thơ, 1998)... Xuân Thiều được tặng 8 giải thưởng văn học uy tín, trong đó có Giải thưởng Nhà nước về văn học-nghệ thuật đợt 1 (năm 2001) và gần đây nhất, theo thông báo chính thức của Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch, ông đã được truy tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về văn học-nghệ thuật năm 2016.
Ngoài văn xuôi và thơ, Xuân Thiều còn nổi tiếng với những câu đối sắc sảo, thâm hậu và… “chuẩn không cần chỉnh”, với bút danh Tú Hói. Đặc biệt, nhiều đồng nghiệp văn chương được ông viết tặng những câu đối bằng cách chỉ kể tên một cách “đắc địa” một vài tác phẩm của họ mà làm nổi bật được đặc điểm cuộc sống hoặc sự nghiệp văn chương. Chẳng hạn đây là cặp câu đối tặng nhà thơ Thanh Tịnh và nhà văn Nguyễn Minh Châu: Đi giữa một mùa sen, dẫu qua Ngậm ngải tìm trầm vẫn chưa về Quê mẹ / Theo Dấu chân người lính, Mảnh đất tình yêu ôm ấp đành hẹn ở Cỏ lau.
Và đây là cặp câu đối tặng hai nhà văn Hữu Mai và Hồ Phương: Ông cố vấn bay giữa Vùng trời, Đôi mắt nhìn xa chiếm Cao điểm cuối cùng có gì mà Mất hết / Trồng Cỏ non từ Trên biển lớn, Thư nhà thúc giục đón Mặt trời ấm sáng còn hỏi Anh là ai?
Những câu đối trên đây đã được đăng trên Báo Quân đội nhân dân số Xuân Tân Mùi 1991. Người ta nói rằng ở Tạp chí Văn nghệ Quân đội từ trước đến nay, nhà văn Xuân Thiều và nhà thơ Thanh Tịnh là hai bậc cao thủ về câu đối, mỗi ông một “tạng” riêng, thuộc loại “vô đối”. Ấy thế mà ra Giêng năm ấy, Xuân Thiều nhận được một bức thư, ký tên là Kiều Thu, nói rằng sau khi đọc chùm câu đối của Tú Hói trên Báo QĐND số Tết vừa rồi, xin được tặng lại tác giả đôi câu đối như sau: Từ đời bố, bài vị giản đơn, nhẹ gánh hành trang chiếc đục mộng, cái dùi cui, xây dựng cơ đồ danh Bác Phó / Đến đời con, thiều quang thuận tiết, nặng tình phong nguyệt, tập truyện dài, đôi câu đối, làm nên sự nghiệp tiếng Nhà Văn.
Ai mà lại ký tên như tên con gái, lại biết rõ tên bố mình là bác Phó, làm nghề thợ mộc và tên các con mình là Quang, Phong và Nguyệt? Sau một thời gian kỳ công truy tìm, té ra tác giả chính là ông Trần Lê Mạo, một người bạn đồng môn, đồng niên và cũng là đồng hương Đức Thọ, Hà Tĩnh của Xuân Thiều. Nhà văn cật vấn: “Sao ông không ký rõ cái tên cúng cơm, lại giả danh đàn bà cho rắc rối?”. Ông bạn cả cười: “Ông xa quê lâu năm, quên mất cách nói lái của làng mình rồi à?”. Bấy giờ nhà văn mới… ngớ ra: Kiều Thu nói lái kiểu “quê choa” là… Cu Thiều. Không ngờ ông bạn của Tú Hói cũng là một “đối”... thủ ghê gớm!
THẠCH SƠN