Tehtyään sekalaisia töitä muutaman vuoden ajan Los Angelesissa hän vuonna 1917 Yhdysvaltojen julistettua sodan Saksalle liittyi Kanadan armeijaan, jossa saamansa alkukoulutuksen jälkeen hänet siirrettiin Englantiin joulukuussa 1917. Chandlerin pataljoona lähetettiin Ranskaan maaliskuussa 1918, mutta hänen rintamapalveluksensa päättyi jo kesäkuussa, kun saksalaisten tykistösulku tuhosi hänen joukkueensa, minkä jälkeen hän palasi Englantiin eikä enää osallistunut sotatoimiin.
Vuoden 1919 alussa Chandler palasi Pohjois-Amerikkaan, ensin Kanadan Vancouveriin ja sitten San Franciscon kautta takaisin Los Angelesiin, missä hän uudisti ystävyyssuhteensa itseään selvästi vanhempaan Pascalin pariskuntaan. Cissy Pascal erosi miehestään 1920 ja avioitui 18 vuotta nuoremman Chandlerin kanssa 1924.
Chandler oli tuolloin ehtinyt jo parin vuoden ajan olla työssä kalifornialaisessa öljy-yhtiössä. Kymmenen vuoden aikana hän työskenteli useissa eri öljy-yhtiössä ja jopa erään yhtiön johtajana, mutta ailahtelevan luonteensa, naisseikkailujen ja alhoholinkäytön vuoksi hän sai potkut South Basin Oil Companysta 1932 eikä enää palannut öljyalalle.
Tuosta alkoi Chandlerin kirjailijanura. Vuosien 1933–39 aikana hän kirjoitti 22 rikosnovellia mm. Black Mask ja Time Detective Magazine -viihdelukemistoihin. Ensimmäinen romaani, Syvä uni (The big sleep), ilmestyi 1939. Siinä Chandler uusiokäytti (kannibalisoi) novellejaan ensimmäisen kerran. Syvä uni perustui tarinoihin Tappaja sateessa (1935) ja Esirippu (1936), ja siitä on tehty myös elokuva, jossa Humphrey Bogart esitti Philip Marlowea. Vuoden 1978 uusintaversiossa Robert Mitchum esitti pääosaa.
Seuraavat romaanit Näkemiin kaunokaiseni, Vanha kultaraha, Nainen järvessä, Pikkusisko ja Pitkät jäähyväiset, ilmestyivät vuosina 1940–1953. Näistä Näkemiin kaunokaiseni, Nainen järvessä ja Pitkät jäähyväiset ovat päätyneet myös valkokankaalle, ensiksimainittu jopa kaksi kertaa.
Chandler teki myös useita käsikirjoituksia elokuviin, joista tunnetuin lieneekin Billy Wilderin ohjaama Nainen ilman omaatuntoa, jossa Barbara Stanwyck oli pääosassa. Chandler osallistui Alfred Hitchcockin Muukalaisia junassa -elokuvan käsikirjoituksen tekoon, mutta Chandlerin osuus lopulliseen versioon (ja elokuvaan) jäi varsin vähäiseksi, vaikka hänet mainitaankin elokuvan lopputeksteissä toisena käsikirjoittajana. Syynä lieneekin ollut Chandlerin ja Hitchcockin erilaiset näkemykset siitä, miten Patricia Highsmithin romaani pitäisi siirtää valkokankaalle.
Chandlerin viimeinen romaani, Vuosien varjo, ilmestyi vasta 1958, viisi vuotta edellisen jälkeen. Hänen jäämistöstään löytyi uuden romaanin käsikirjoitus, jossa oli vasta neljä lukua. Robert P. Parker kirjoitti kirjan loppuun, ja se julkaistiin 1989 nimellä Poodle Springs (Marlowe palaa kaupunkiin). Tästä on tehty samanniminen elokuva.
Chandlerin alkoholinkäytöstä on puhuttu paljon, mutta siinä on vain osa totta. Käyttö oli runsasta öljy-yhtiöaikaan, mutta päätuotantonsa, kuusi romaania, hän kirjoitti käytännössä ilman alkoholin vaikutusta. Cissy-vaimon kuoltua joulukuussa 1954 alkoi Chandlerin alamäki, joka jatkui hänen kuolemaansa asti (maaliskuu 1959).Chandler oli käyttänyt vuosia samaa sihteeriä mutta luopunut tästä kirjallisen toiminnan vähennyttyä. Vuonna 1957 uuden kirjallisen puuskan vuoksi hän haki sihteeriä, joksi hän sitten valitsi australialaisen eroamassa olevan moniongelmaisen naisen, josta tuli varsinainen taakka Chandlerille tämän kahdeksi viimeiseksi elinvuodeksi. Frank MacShanen elämänkerrassa naisesta käytetään nimeä Anne Jameson, joka ei lienekään oikea. Jameson onnistui lypsämään Chandlerilta erittäin suuren summan rahaa ja jopa tulemaan väliaikaisesti tämän testamentin edunsaajaksi.
Chandlerin viimeisten vuosien aikana hoitojaksot rankan juomisen jälkeen olivat tavallisia ja toistuvia. Viimeisen hoitojakson aikana Chandlerin pitkäaikainen Englannin-agentti, Helga Greene, suostui viimeinkin Chandlerin kosintaan toivomuksenaan, että avioliitto pidentäisi kirjailijan elinikää. Vieraillessaan New Yorkissa ottaakseensa vastaan Mystery Writers of America -seuran puheenjohtajuuden Chandler halusi herrasmiehenä pyytää muodollisesti Greenen isältä tämän tyttären kättä, mutta isän nuiva suhtautuminen itsensä kanssa samanikäisen kosijan pyyntöön sai Chandlerin loukkaantumaan.
Vilustuttuaan New Yorkin maaliskuisessa säässä Chandler palasi takaisin vuokraamaansa mökkiinsä Kaliforniaan, jossa hän aloitti viimeiseksi jääneen juopottelujaksonsa. Hänen siirrettiin toipilassairaalaan keuhkokuumeessa, jonka hän oli saanut mökissään mutta josta hän ei enää toipunut. Chandler kuoli maaliskuun 26. päivänä 1959.
”Se oli surullinen, kasvoton kuolema miehelle, joka oli kovasti rikastuttanut kirjallisuutta nokkeluudellaan ja tarkkanäköisyydellään”, totesi MacShane elämänkertansa lopussa.
