En 1955, Walter Ernsting publia son premier roman Ufo am Nachthimmel (Un OVNI dans le ciel de la nuit) grâce à une astuce d'édition. Comme les éditions Pabel-Verlag refusaient de publier des auteurs allemands dans leur recueil de récits utopiques, Walter Ernsting présenta son roman comme la traduction d'un auteur britannique fictif : Clark Darlton. Deux ans plus tard, son roman reçut un prix littéraire.
Walter Ernsting publia d'autres romans sous le pseudonyme de Clark Darlton, dont Raum ohne Zeit (Espace atemporel) en 1957, et une trilogie intitulée Der galaktische Krieg (La Guerre galactique) parue en 1958 et composée de Attentat auf Sol (Attentat sur la planète Sol), Zurück aus der Ewigkeit (Retour de l'éternité) et Die Galaktische Föderation (La fédération galactique). Il fut par ailleurs l'un des co-fondateurs du « Club allemand de science-fiction » (Science Fiction Club Deutschland), dont il fut le président pendant plusieurs années.
En 1961, il créa en collaboration avec Karl-Herbert Scheer la série de science-fiction intitulée Perry Rhodan. Scheer s'occupait de l'arrière-plan narratif, des grandes lignes de l'action, tandis qu'Ernsting choisissait les noms des personnages. Ernsting écrivit 192 numéros de Perry Rhodan, plus 26 livres de poche et 32 romans dans la série Atlan. Gucky, la souris-castor, est une invention de Walter Ernsting et devint l'un des personnages les plus célèbres de la série. Avec Karl-Herbert Scheer (décédé en 1991) et Johnny Bruck (décédé en 1995), Walter Ernsting compte parmi les auteurs les plus fidèles à Perry Rhodan.
Walter Ernsting s'est officiellement retiré de la série Perry Rhodan avec la sortie du numéro 1622, mais fut toujours considéré comme un membre à part entière de l'équipe d'auteurs de la série.
L'œuvre de Walter Ernsting comprend plus de 300 romans et des douzaines de nouvelles. La plus grande partie de son œuvre concerne les nouvelles des séries qu'il écrivit sous le nom de Clark Darlton, mais il publia également sous son vrai nom.