1929年から1930年にかけて、女流推理作家ネル・マーティンと付き合っている。『ガラスの鍵』は献辞でネル・マーティンに捧げられており、ネル・マーティンの Lovers Should Marry という作品はハメットに捧げられている。1931年、劇作家リリアン・ヘルマンと出会い、その後30年間を共に過ごすことになった。その関係は映画『ジュリア』で描かれており、ハメットはジェイソン・ロバーズ（アカデミー助演男優賞受賞）、ヘルマンはジェーン・フォンダが演じている。その後のハメットは、自作の映画化で収入が得られるようになったこともあってか、創作意欲は衰えている（ただし、後半生を共に過ごしたリリアン・ヘルマンはこの一般的な見解に対して否定的である。彼女によると、執筆活動はずっと続けていたが、作品を完成させることができなかった。何故、完成させられなかったのかは分からないと、自らの自伝で述べている）。1934年に最後の長編を書き、その後は左翼の積極行動主義に生涯を捧げることになった。労働者の実態をよく知るが故に、ハメットは労働運動にも強い共感を持っていた。1930年代を通して反ファシズムの立場をとり、1937年にはアメリカ共産党に参加している。アメリカ作家連盟の一員として（1941年には会長を務めた）、独ソ不可侵条約が結ばれていた1940年1月に同連盟に設置された Keep America Out of War Committee の委員を務めた。しかし1941年夏にドイツがソ連に侵攻すると、同連盟は反戦の姿勢を改めた。
ピンカートンでの探偵としての経験を生かした真に迫った描写で知られている。ハメットは「全ての登場人物は私が個人的に知っている人々をベースにしている」と述べている。広告の仕事のかたわら、1922年から推理小説雑誌『ブラック・マスク』誌に短編推理小説の執筆を開始。同誌の看板作家の一人となって、専業作家となった。彼の作品の大部分は1920年代、サンフランシスコに住んでいたころに書かれており、サンフランシスコの通りや地名がよく出てくる。「報告書のように簡潔な」筆致で、登場人物の行動を描く彼のハードボイルドスタイルは、この頃に確立されている。当時の初期作品にしばしば登場したのが、小太りのコンチネンタル探偵社社員「コンチネンタル・オプ」である。1929年には『血の収穫』、続いて『デイン家の呪い』とコンチネンタル・オプものの長編を送り出した。特に『血の収穫』は壮絶なバイオレンスドラマで、その後のアクション小説・映画に多大な影響を与えた。1929年に『ブラック・マスク』誌に連載され、翌年単行本となった『マルタの鷹』は、ハメットのもっとも有名な作品である。サンフランシスコの私立探偵サム・スペードが真相追求のために行動する姿を完全客観のカメラアイスタイルで描き、後続のハードボイルド作家の範とされる。また、1931年の長編『ガラスの鍵』は、賭博師ネド・ボーモントを主人公に錯綜した事件を描いた作品で、やはり厳しい客観筆致で描かれており、もっとも好きな自作であった。この2作はとりわけ後世の評価が高い。1934年には、やや通俗的なタッチで夫婦探偵の活躍を描いた『影なき男』を書き、これは大衆からも人気を博した。
ドランと結婚し、2人の娘メアリー・ジェーン（1921年10月15日生まれ）とジョセフィン（1926年生まれ）をもうけた。次女が生まれた直後、結核が乳幼児に感染する可能性があると指摘され、家族と同居できなくなった。そこで妻ジョセフィンがサンフランシスコに家を借りて住み、ハメットが週末に訪問するという形をとった。この結婚生活はうまくいかず、間もなく破綻することになったが、ハメットは執筆で得た収入から養育費を払い続けた。
五鳳元年（前57年）秋、屠耆単于は元日逐王の先賢撣の兄である右薁鞬王と烏藉都尉に、それぞれに2万騎をつけて東方に駐屯させ、東の呼韓邪単于に備えた。この時、西方の呼掲王の来は唯犁当戸と共謀して、屠耆単于に「右賢王（握衍朐鞮単于の弟）が自立して烏藉単于となろうとしている」と嘘の報告をした。そこで屠耆単于は右賢王父子を殺したが、後で冤罪であったことを知り、今度は唯犁当戸を殺した。呼掲王はこれを恐れて、遂に自立して叛き、呼掲単于と称した。また、右薁鞬王はこれを聞くなり自立して車犁単于となり、烏藉都尉も自立して烏藉単于となった。ここにおいて五単于が並立することとなる。屠耆単于は自ら兵を率いて東の車犁単于を撃ち、左大且渠の都隆奇に烏藉単于を撃たせた。烏藉単于と車犁単于は敗北して西北へ遁走し、呼掲単于の兵と合流して4万となる。烏藉単于と呼掲単于は単于号を棄てて、共に車犁単于を補佐し、屠耆単于に対抗した。屠耆単于はこれを聞くなり、左大将と都尉に4万騎をつけて東方に駐屯させ、呼韓邪単于に備えるとともに、自らは4万騎を率いて西の車犁単于を撃った。車犁単于は敗北して西北へ遁走し、屠耆単于は西南に引いて闟敦地に留まった。五鳳2年（前56年）、屠耆単于が呼韓邪単于に敗れて自殺すると、烏藉都尉は車犁単于らとともに呼韓邪単于に降ったが、しばらくして李陵の子によってふたたび単于に立てられた。しかし、まもなく呼韓邪単于に捕らえられて2人とも斬られた。