Kot pesnik je postal znan leta 1953, ko je izšla zbirka Pesmi štirih. V njej je skupaj s prijatelji, pesniki Janezom Menartom, Tonetom Pavčkom in Cirilom Zlobcem, načel takrat ustaljeni in uveljavljeni slog pesnjenja ter se povrnil k prvinam postromantike, nove romantike, čustvom, intimizmu, doživljanju narave in včasih morda pesniške zasanjanosti. Nadaljeval je z zbirkami Prezgodnji dan, Korenine vetra, Ogenjvoda, Mala čitanka, Labrador, Poletje in Sibirski ciklus, izhajali pa so tudi izbori. Leta 1992 je izšel izbor njegovih pesmi v elitni zbirki Kondor. L. 2001 je izšla še zbirka Kalejdoskop. Leta 2010 je pri Študentski založbi izšlo zbrano pesniško delo za odrasle Vse poti so, leta 2012 dvojezični angleško-slovenski izbor poezije Orpheus Nostalgia, leta 2014 pa še en izbor poezije Labrador in nove pesmi.

Kovič pa ni bil zgolj pesnik. Objavil je romane Ne bog ne žival, Tekma, Pot v Trento, Profesor domišljije in Mala nebesa, zbirko novel Iskanje Katarine in esejistično-razmišljujoč pogled na svoje življenje Jutranji sprehajalec. Njegovi eseji o pesnikih, s katerimi se je poklicno srečeval, so leta 2006 izšli pod naslovom Sled sence zarje.

Pisal je tudi prozo in pesmi za otroke. Izšle so slikanice Maček Muri, Moj prijatelj Piki Jakob, Franca izpod klanca, Zlata ladja in Pajacek in punčka. Mačku Muriju je sledilo nadaljevanje Mačji sejem, med njegovimi deli za otroke pa so še »filozofski« Pogovori z mačko Moniko, pesniška zbirka Križemkraž, pravljica Zmaj Direndaj, Zgodnje zgodbe in pravljica v verzih Banane.

Znan je bil kot prevajalec iz nemščine, francoščine, češčine, hrvaščine in srbščine. Prevajalcu iz madžarščine Jožetu Hradilu je pomagal v verze preliti poezijo več madžarskih pesnikov, prav tako je v slovenščino prepesnil Prešernove nemške pesmi. V knjižnih izdajah so izšli še prevodi Rainerja Marie Rilkeja, Georga Trakla, Stefana Georgeja in številnih drugih. Njegove pesmi so prav tako prevedene v več jezikov.

Leta 1996 je prispeval dokumentarno-esejistično besedilo ob jubileju polnilnice mineralne vode ter zdravilišča Radenci z naslovom Zgodba o Radenski. Ob pesnikovi osemdesetletnici leta 2011 so pri Cankarjevi založbi izdali t. i. čitanko, izbor Kovičeve poezije in proze za odrasle, pesmi za otroke in odlomkov iz pravljic.

Kajetan Kovič danes velja za klasika in enega najbolj cenjenih slovenskih pesnikov po drugi svetovni vojni. 

Za svoje pesniško in prevajalsko delo je prejel številne nagrade, od Prešernove in Jenkove za poezijo, Levstikove za mladinska dela in Sovretove za prevajanje. Leta 2007 je v okviru pesniškega festivala Veronika v Celju prejel nagrado za življenjsko delo zlatnik poezije. Tudi na Madžarskem je bil kar dvakrat nagrajen.