È autore di quattro libri giornalistici: le raccolte di interviste Cronache italiane (1992), Premio Bergamo 1993,[5] e Live (1996), Occhio per occhio (1992), inchiesta sulla pena di morte nel mondo, e Superalbo (2002), libro che contiene i suoi articoli giornalistici. Tra il 1997 e il 1998 collabora con Rai 3, ed è autore e conduttore del programma televisivo Magazzini Einstein, per la regia di Arturo Minozzi. Collabora con numerosi quotidiani e riviste letterarie; insieme a Domenico Procacci ha fondato la casa editrice Fandango Libri, ed è tra i fondatori della web radioRadiogas.
Nel 2006 vince il premio Strega grazie al romanzo Caos calmo,[9] uscito l'anno precedente, con il quale vince inoltre nel 2008 a Parigi il Prix Femina[10] e il Premio Mediterraneo per gli stranieri.[11] Nel 2007 esce Brucia Troia. Tra il 2014 e il 2015 pubblica dapprima Terre rare e poi Non dirlo - Il Vangelo di Marco, questo ultimo da cui ha tratto un monologo teatrale. Nel novembre 2015, in polemica con la fusione tra Rizzoli e la concorrente Mondadori, insieme ad altri storici autori Bompiani, tra cui Umberto Eco, lascia la casa editrice milanese[12] per approdare alla neonata La nave di Teseo.[13]
Con il nuovo editore pubblica Un dio ti guarda nel 2016, Cani d'estate nel 2018 e Il colibrì nel 2019; quest'ultimo, dopo essere stato votato come "Libro del 2019" nella Classifica di Qualità de La Lettura del Corriere della Sera, vince il 74º Premio Strega l'anno successivo:[14]
dopo Paolo Volponi, Veronesi è il secondo autore ad aver vinto due volte lo Strega.[15] Nel 2023 torna in Bompiani, nel frattempo acquisita da Giunti, per il quale scrive a quattro mani con Edoardo De AngelisComandante, novellizzazione dell'omonimo film da loro sceneggiato.[16]
Intervista con Laura Lepri, in Scrittura creativa. La scrittura creativa raccontata dagli scrittori che la insegnano, Milano, Bompiani, 1997, pp. 45–55.
Tirchieria del racconto e generosità del romanzo, in Luigi Rustichelli (a cura di), Seminario sul racconto, Lafayette, In., Bordighera, 1998, pp. 48–59. ISBN 1884419216.
Tra gli Smith e san Paolo (epigrafi), in Giordano Meacci, Improvviso il Novecento. Pasolini professore, Roma, Minimum fax, 1999, pp. 189–226. ISBN 88-86568-93-2.
Cento piccoli Totti, in "Nuovi argomenti", 5ª serie, gennaio–marzo 2000, pp. 84–93.
A colloquio con Sandro Veronesi, a cura di Christiane Ebner, In "Italienisch. Zeitschrift für italienische Sprache und Literatur", n. 2, novembre 2009, pp. 5–18.