Heiberg fik stor betydning for den danske litteratur i 1800-tallet både som kritiker, anmelder, dramatiker, lyriker og smagsdommer. Fra 1819 til 1822 opholdt han sig i Paris, hvor han blev genforenet med sin landsforviste far, og stiftede bekendtskab med den franske vaudeville – især Eugène Scribes stykker. I 1825 fik han med hjælp fra Det Kongelige Teaters direktør, Jonas Collin, opført sin første vaudeville Kong Salomon og Jørgen Hattemager. Stykket blev en stor publikumssucces og flere begyndte at skrive og opføre vaudeviller. Vaudevillerne var lettere og havde en mere underholdende appel end tidens øvrige stykker, og de indlagte sange med genkendelige melodier var ydermere med til at styrke genrens popularitet blandt publikum. Tyske og franske forlæg findes bag flere af Heibergs vaudeviller, heriblandt De Danske i Paris fra 1833, som var inspireret af Die Wiener in Berlin fra 1825. Flere af hans vaudeviller har en satirisk eller komisk brod, hvor de gøres grin med forskellige sociale og moralske forhold i et borgerlige miljø, heriblandt Recensenten og Dyret fra 1826.
Knud Lyne Rahbek var ikke begejstret for den nye genre, som han kaldte “Fjælebodsløier”, hvorimod Jonas Collin var mere positiv. Heiberg forsvarede vaudevillegenren teoretisk med skriftet Om Vaudevillen, som dramatisk Digtart, og om dens Betydning paa den danske Skueplads i 1826 og i artiklen “Svar paa Hr. Prof. Oehlenschlägers Skrift Om Critiken i Kjøbenhavns flyvende Post, over Væringerne i Miklagard”.
I årene 1822-1825 var Heiberg ansat som lektor ved universitetet i Kiel, og i den forbindelse stiftede han bekendtskab med Hegels filosofi, som satte sig varige spor i Heibergs æsketik og teori om genreinddeling.
Den 6. november 1828 blev det berømte stykke Elverhøi opført for første gang, og året efter blev han ansat som fast teaterdigter. Elverhøi var bestilt af kongehuset i anledning af kronprinsens (den senere Frederik VII’s) bryllup, og stykket var en videreudvikling af vaudevillegenren. I nationalromantisk ånd indeholdt stykket folkevisemelodier, som blev arrangeret af komponisten F. Kuhlau. Skuespilleren Johanne Louise Pätges optrådte i rollen som Agnete, og Heiberg havde specifikt skrevet rollen til hende. Siden skrev han adskillige andre roller til hende.

Rollen som teaterdigter betød, at han skulle oversætte og bearbejde udenlandsk dramatik og han skulle skrive diverse lejlighedsdigte og -stykker. Ud over vaudevillerne skrev han også anden dramatik, og flere af disse stykker har en mere filosofisk dimension end vaudevillerne. Hans mest kendte lyriske værk er Nye Digte, som bl.a. indeholder to tankedigte.

I 1840’erne kom Heiberg i modvind både på teatret og i forhold til hans æstetik, som blev kritiseret af Christian Molbech og P.L. Møller i forskellige tidsskrifter. På teatret blev Heibergs domme som censor kritiseret, heriblandt hans afvisning af et af Henrik Ibsens tidlige værker. Efter Heiberg blev teaterdirektør i 1849 fortsatte kritikken og især skuespilleren F.L. Høedt blev en af hans skarpeste modstandere. Høedt endte med at forlade teatret sammen med skuespilleren Michael Wiehe og også balletmesteren August Bournonville tog sin afsked i 1855. Heiberg tog sin afsked fra teatret i slutningen af sæsonen 1855-1856.