Znajdowały się w nim tylko cztery nowe utwory. Resztę stanowiły przerobione teksty z Dark Carnival. W 1950 roku Bradbury wydał zbiór Kroniki marsjańskie, który przyniósł mu sławę i uznanie krytyki. Kroniki marsjańskie to zbiór luźno ze sobą powiązanych opowiastek, w specyficzny, oniryczny sposób opowiadających o historii kolonizacji Marsa. W roku 1951 opublikował zbiór Człowiek ilustrowany. W 1953 r. wydał swoją najsłynniejszą powieść – 451 stopni Fahrenheita.
W 1947 ożenił się z Marguerite McClure (zmarła w 2003). Mieli cztery córki: Susan, Ramonę, Bettinę i Aleksandrę. Zmarł 5 czerwca 2012 roku w Los Angeles
Adaptacje Kilka jego powieści zostało przeniesionych na duży ekran. Jedną z najbardziej znanych jest filmowa adaptacja książki 451 stopni Fahrenheita w reżyserii François Truffauta z 1966 roku. W 1979 roku na podstawie Kronik marsjańskich stworzono miniserial, w którym występował Rock Hudson. Kilka jego opowiadań zostało adaptowane na komiksy przez EC Comics.
Wyróżnienia i nagrody 451 stopni Fahrenheita zostało w 1954 nagrodzone nagrodą Amerykańskiej Akademii Sztuki i Literatury oraz w 2004 nagrodą Retro Hugo.