Postanowił skupić się na tworzeniu powieści, które według jego zamysłu miały tworzyć jeden wielki cykl analizujący w sposób naukowy stosunki społeczne epoki II Cesarstwa. Tak powstał 20-tomowy cykl Rougon-Macquartowie. Historia naturalna i społeczna rodziny za Drugiego Cesarstwa opublikowany w latach 1871–1893. Przedstawia on rozległą panoramę francuskiego społeczeństwa i stanowi ważny dokument tamtych czasów. Cały cykl utrzymany był w duchu naturalizmu, którego podbudowę teoretyczną Zola przedstawił w studium Powieść eksperymentalna (Le roman expérimental, 1880). Mimo przedstawionych w tym studium założeń absolutnej obiektywności narratora i porzucenia romantycznego rozmachu w kreacji bohaterów i opisie miejsc, Zola zachował iście romantyczną wyobraźnię, która pozwalała mu kreślić fascynujące opisy najbardziej prozaicznych miejsc. Wnikliwe badania warunków życia robotników i chłopów oraz działalności Kościoła katolickiego we Francji wywołały u niego sympatie socjalistyczne i antyklerykalne.