Najpoznatiji je po kriminalističkim romanima o detektivu Harryju Holeu koji su mu donijeli brojne nagrade i svjetsku slavu. Pjevač je i tekstopisac norveškog pop-rock sastava Di Derre.
Prvi u seriji romana o detektivu Harryju Holeu je roman Šišmiš iz 1997. godine. Za taj je roman Nesbø dobio nagradu “Riverton” za najbolji norveški kriminalistički roman i nagradu “Stakleni ključ” za najbolji nordijski kriminalistički roman. Nakon ovih su uslijedile i brojne druge nagrade, od kojih je posljednja nagrada Peer Gynt “za međunarodni uspjeh i postavljanje Norveške na kartu svjetske literature”. Osim romana o Harryju Holeu, izdao je i romane za djecu u seriji o doktoru Proktoru, kao i nekoliko samostalnih romana i zbirki kratkih priča. Prema romanu Lovci na glave je 2011. godine u Norveškoj snimljen istoimeni film, u režiji Mortena Tylduma.