Уже первое его сочинение «Трактат о воспитании девиц» (1687) утверждало новые прогрессивные воззрения в области педагогики и свидетельствовало о свободомыслии автора. В 1689 г. Фенелон становится воспитателем герцога Бургундского, внука Людовика XIV и наследника престола, и проявляет незаурядный педагогический дар. С педагогическими целями были написаны почти все его последующие произведения, в частности басни и «Диалоги мертвых» (1700—1718), в которых он утверждает принципы гуманной и справедливой политики.
Главное его сочинение — роман «Приключения Телемака», который не предназначался для печати и писался для того, чтобы расширить познания ученика в античной мифологии и древней истории, внушить ему разумные политические идеалы. Опубликованный без ведома автора в 1699 г., он имел шумный успех, но вызвал недовольство Фенелоном Людовика XIV, и Фенелон был вынужден покинуть двор. «Приключения Телемака» — роман воспитательный. Он построен на античном предании о сыне Одиссея Телемаке, который в сопровождении своего воспитателя Ментора отправляется в странствования в поисках отца. Ментор, в уста которого Фенелон вкладывает собственные идеи, разрабатывает целую систему воспитания с помощью жизненных уроков. Телемака подвергают разного рода испытаниям, вплоть до рабства, чтобы он на собственном опыте познал чужие страдания.
Воспитание чувств и сердца приводит Телемака к выводу, что страсти необходимо обуздывать, что истинная любовь основывается на разуме и не препятствует выполнению долга. Возмужав физически и нравственно, Телемак становится здравым политиком, сострадательным и гуманным, проникается отвращением к войне. Содержание романа свидетельствует о том, что Фенелон был решительным противником абсолютизма, объявляя его разновидностью деспотии, отвергал наследственный характер власти и утверждал принципы просвещенной монархии. Он требовал строгого соблюдения справедливых законов, провозглашал, что подданные имеют право изгнать правителя-деспота, нарушающего закон. Реальной государственности своего времени он противопоставлял картину золотого века человечества (утопия Бетика) и идеального утопического государства Салент, в которых господствуют разумные законы, обеспечивающие благо подданных. Поэтика романа Фенелона носила переходный характер.
Следуя некоторым принципам классицизма (подражание изящной природе, строгий отбор, подчинение индивидуального всеобщему), Фенелон вместе с тем вводит много нового: он усиливает динамику развития характеров, заостряет фабулу, нарушает строгие правила. Фенелон во многом предвосхитил художественные открытия эпохи Просвещения. Не случайно роман «Приключения Телемака» пользовался необыкновенным успехом на протяжении всего XVIII в., в том числе и в России.