יצירתו העיקרית היא "בעקבות הזמן האבוד" (או, בתרגום מדויק יותר: "בחיפוש אחר הזמן האבוד"). פרוסט מת לפני שהספיק לעבור על הטיוטות והתיקונים לספריו המאוחרים, ושלושת האחרונים פורסמו לאחר מותו. ב"ז'אן סאנטיי", פרוסט מתאר את הפורטרט שלו בידי הצייר אנטוניו דה לה גאנדרה שאותו העריך מאד. 

"בעקבות הזמן האבוד" הוא אחד מהישגים הגדולים של הספרות המערבית הבדיונית. מחזור זה של שבעה רומנים, הכוללים כ-3,200 עמודים ויותר מ-2,000 דמויות, הניעו את גרהם גרין לומר כי פרוסט היה "הנובליסט הגדול של המאה ה-20", ואת סומרסט מוהם לקרוא לו "יצירת הבדיון הגדולה ביותר עד היום". ביצירה זו הגיבור הראשי הוא הזיכרון האנושי, שבו הכול נשמר, מתעבד ומתפרש.