Első sci-fi élménye Stanisław Lem Nyomozás c. regénye volt, amelynek hatására megírta első saját művét ebben a műfajban, ekkor 16 éves volt. Ezután sorra jelentek meg újabb írásai a nagyhírű Wydawnictwo Literackie gondozásában, melyekért rangos irodalmi díjakat nyert. Így 2009-ben Jég c. monumentális regényéért az Európai Unió Irodalmi díját is elnyerte. Dukaj írásait a komplexitás jellemzi, a sci-fi számos típusába besorolhatók. Gyakran írják a kritikusok, hogy egy-egy rövid történetében több gondolat van, mint sok más író egész életművében. Népszerű témája a technológiai szingularitás, a nanotechnológia, a virtuális valóság - így több műve sorolható a hard sci-fi műfajába. Ugyanakkor stilisztikai bravúrossága miatt sokan inkább szépírónak tartják, mint sci-fi-írónak. A cyberpunkra példa az Iskola c. novellagyűjteménye, az alternatív történelmi sci-fire pedig a Jég és Az éjszaka előtt c. regényei.
