Sus primeros versos aparecen en distintas publicaciones del frente republicano. Acabada la contienda, padece cuatro años de cárcel, y esta experiencia lo marca indeleblemente. De ahí que, al reaparecer en el panorama lírico de los años cuarenta, con dos libros casi simultáneos, lo haga urgido por un amargo poso autobiográfico que dota a su poesía de una madurez poco frecuente en jóvenes poetas. Se titula el primero Tierra sin nosotros (1947), marbete que nos proporciona las desoladas claves donde arraiga, no ya sólo este libro, sino buena parte de la producción surgida de la guerra: la patria un día habitable aparece en ruinas.
El libro siguiente, Alegría (1947) (Premio Adonáis), continúa la reflexión de Tierra sin nosotros.
Con las piedras, con el viento (1950), es el testimonio de una experiencia amorosa abocada, también, al fracaso.
Con Quinta del 42 (1953) comienza la exploración de la vía solidaria, nunca ajena a Hierro, pero, hasta ahora, sostenida en penumbra; no es, sin embargo, la suya una poesía social al uso, y esta diferencia desencadena, con anticipación de años, los mecanismos superadores de un realismo que por entonces amordazaba a la poesía española.
Antirrealista es, en efecto, Cuanto sé de mí (1957), libro que acentúa la preocupación verbal, reivindica ámbitos imaginativos y se aleja de la historia y del tiempo para acceder a la «sonora gruta del enigma».
Estos elementos culminan en el Libro de las alucinaciones (1964). Marcado por una poderosa veta irracionalista que se canaliza con frecuencia en el versículo, este poemario rompe definitivamente con las categorías espacio-temporales.
En 1974 publicará una nueva edición de Cuanto sé de mí; en 1991, un nuevo libro de poemas titulado Agenda; en 1995 Emblemas neurorradiológicos y a finales de los años 90 Cuaderno de Nueva York, considerada ésta última una obra maestra contemporánea.
Su poesía es poderosamente evocativa y ahonda en una intimidad erosionada por un tiempo implacable. Se percibe la influencia de Gerardo Diego. Se inició con una temática reivindicativa testimonial, la memoria de un niño de la guerra, si bien no es un poeta social al uso; poco a poco fue haciéndose más colectiva y existencial.
