За годы скитаний Рэй дважды пересекает страну, меняет одну школу за другой, участвует в любительских спектаклях в качестве актера и помощника режиссера, прирабатывает на радиостанции, продает газеты. Он не получил высшего образования — помешала бедность, но книги заменили ему университет, не зря одна из его автобиографических статей называется: «Как вместо колледжа я окончил библиотеку». «У меня не было средств, — писал он, — чтобы поступить в университет… Я посещал публичную библиотеку, работал там часами, по три, четыре дня в неделю. К двадцати годам я прочитал все значительные пьесы, знал американскую, французскую, английскую историю, знаменитые повести и рассказы».
Когда Брэдбери исполнилось 16 лет в Уокиганской газете появилось стихотворение «Памяти Вилла Роджера» — это была первая публикация будущего писателя. Через год, в одной из лос-анджелесских газет было помещено стихотворение «Голос Смерти», а в 1938 году в любительском журнальчике «Воображение» появился его первый рассказ «Дилемма Холлербахена». По воспоминаниям самого Брэдбери, увлечение фантастикой не встречало сочувствия у родных. «Все, что я любил, было любимым лишь для меня одного. Никто из близких, по-видимому, не разделял мою слепую, почти одержимую увлеченность космосом, волшебством». Это не поколебало настойчивости молодого литератора, он решает писать по рассказу в неделю и выполняет зарок, несмотря на то, что публикуется очень немногое из созданного им в то время. Большую часть написанного он потом сжигает. Легенда этой поры его жизни похожа на историю Мартина Идена: днем Брэдбери работает, а ночью пишет. Он рассылает свои произведения по редакциям, но отовсюду получает стандартные отказы.
В 1937 году Брэдбери обзаводится единомышленниками, вступив в лос-анджелесскую «Лигу научных фантастов», где знакомится с супругами Хайнлайнами, Форрестом Аккерманом, Рэем Харрихоузеном и Генри Каттнером. Одновременно он продолжает участвовать в самодеятельных театральных постановках, поэтических вечерах. Времени и сил хватает на все.
В 1939 году Брэдбери принимает участие в первой международной конференции научных фантастов в Нью-Йорке и начинает выпускать собственный журнал «Футуриа фантазия», но дело оказывается убыточным, и Рэй бросает его после выхода в свет четвертого номера. 22 лет от роду он перестает продавать газеты и переходит на литературный заработок, создавая по 52 рассказа в год, но доходы его оставляют желать лучшего. Из-за близорукости Брэдбери не берут в армию — идет Вторая мировая война — и молодой писатель продолжает наряду с литературной работой усиленное самообразование. Он изучает философию, психиатрию, историю, много времени проводит в библиотеках, рыщет по букинистическим лавкам, в одной из которых в 1946 году знакомится со своей будущей женой Маргарет Сусаной Маклюр, которой впоследствии посвящает свой первый роман «Марсианские хроники». В следующем 1947 году его радиопьеса «Луг» признается одной из лучших одноактных пьес сезона, а вслед за этим выходит первый сборник рассказов Брэдбери «Темный карнавал».
Известность писателя растет, но настоящую славу ему приносят «Марсианские хроники», первый рассказ из которых «Миллионнолетний пикник» был написан им в 1946 году. Роман Брэдбери не случайно сразу же привлек к себе внимание современников. Помимо занимательности и изящества формы, в нем четко оформились носившиеся тогда в воздухе тревожные предчувствия. Перенося читателя в завтра, Брэдбери в своих «хрониках» рассматривает проблемы, во весь рост вставшие перед человечеством: экологическую катастрофу, угрозу ядерной войны, нетерпимость к инакомыслящим, стремление к решению любых споров с позиций силы, технизацию общества, обгоняющую уровень его морального и социального развития, несовершенство общественной жизни, порождающее стремление людей эмигрировать куда бы то ни было, даже на Марс. Поразительные по своей убедительности и красочности картины рисует писатель, моделируя результаты такой эмиграции, действия людей, которые, не изменившись внутренне, получают технические возможности покинуть Землю и обрести новый мир. «Ракеты жгли сухие луга, обращали камень в лаву, дерево в уголь, воду в пар, сплавляли песок и кварц в зеленое стекло; оно лежало везде, словно разбитые зеркала, отражающие в себе ракетное нашествие. Ракеты, ракеты, как барабанная дробь в ночи. Ракеты роями саранчи садились в клубах розового дыма. Из ракет высыпали люди с молотками: перековать на привычный лад чужой мир, стесать все необычное…» «…Старые марсианские названия были названия воды, воздуха, гор. Названия снегов, которые, тая на юге, стекали в каменные русла каналов, питающих высохшие моря. Имена чародеев, чей прах покоится в склепах, названия башен и обелисков. И ракеты, подобно молотам, обрушивались на эти имена, разбивая вдребезги мрамор, кроша фаянсовые тумбы с названиями старых городов, и над грудами обломков выросли огромные пилоны с новыми указателями: Айронтаун, Стилтаун, Алюминиум-сити… — и знакомые, металлические названия с Земли».