Son premier roman, Enfant 44, à propos d'un tueur en série d'enfants sous la période stalinienne (dans les années 1950) en URSS, paraît en 2008 et est traduit en 17 langues. L'histoire est inspirée de celle du tueur Andreï Tchikatilo ayant sévi entre 1978 et 1990 à Rostov-sur-le-Don. Le roman est un grand succès dans le monde et est adapté en 2014 sous le titre Child 44 par Daniel Espinosa.
En 2009, il sort Kolyma, la suite de Enfant 44 dont l'histoire se passe à la fin des années 1950 après la mort de Staline dans la région de Kolyma entre autres. En 2011 est publié un troisième roman, intitulé Agent 6.



Après le phénoménal succès d'Enfant 44, qui l'a imposé comme l'un des plus grands de la littérature policière, Tom Rob Smith nous revient avec un nouveau suspense mené de main de maître. Avec pour toile de fond l'Union Soviétique d'après Staline, l'histoire d'un homme rattrapé par ses erreurs passées.En Union Soviétique, en 1949 et en 1956.Staline est mort, laissant derrière lui un pays en plein chaos. Khroutchev, son successeur, entreprend l'écriture d'un discours secret qui, rendu public, pourrait déstabiliser davantage encore une société trop longtemps livrée à l'endoctrinement et à la terreur. Son message : Staline était un tyran ; sa promesse : l'Union soviétique est sur la voie du changement.Ex-agent du MGB, Leo Demidov est aujourd'hui à la tête de son propre département de criminologie. Avec sa femme Raisa, il a adopté deux fillettes, mais Zoya, l'aînée, hait Leo qu'elle tient pour responsable de l'assassinat de ses parents. Et elle n'est pas la seule. Alors que les langues commencent à se délier sur les atrocités commises durant le régime stalinien, une personne en particulier souhaite que Leo paye pour ses crimes passés, une femme que la colère et le sentiment d'injustice ont rendue ivre de vengeance...Pour sauver sa famille et retrouver la trace de Zoya, kidnappée, Leo n'aura plus d'autre choix que de se jeter dans la gueule du loup : le redoutable goulag de Kolyma...