尽管1845年时在丹麦安徒生的社会地位还受到一些人的质疑，但这时他在欧洲已经非常受欢迎。1847年6月，安徒生首次访问英国，并在社交界取得了成功；当他离开的时候，查尔斯·狄更斯亲自将他送至Ramsgate码头。之后不久，狄更斯出版了《大卫·科波菲尔》，有说法认为里面的角色Uriah Heep是以安徒生为原形创作的；至少那个人物跟安徒生一样，都是左撇子。
童话
安徒生最初的童话创作尝试始于他对儿时听过的故事的改写。通过创作一系列大胆而新颖的童话，安徒生将这类作品提升到了新的高度。不过这些童话一开始并没有得到广泛的认可。
1835年，享誉世界的《讲给孩子们听的故事》的第一册在哥本哈根出版，之后的1836年和1837年又有更多的故事发表了出来，最终组成第一卷，共9篇故事。这些故事的价值并没有被人们立刻意识到，销量亦非常糟糕。另一方面，安徒生的小说《奥·特》（1836）和《不过是个提琴手》（1837）反倒显得成功，后者还收到了索伦·奥贝·克尔凯郭尔的评价，并被认为是安徒生最优秀的长篇小说。
1838年，《讲给孩子们听的故事》的第二部分问世。收录童话《雏菊》、《美人鱼》、《坚定的锡兵》和《野天鹅》。安徒生的童话故事仍在陆续发表，直到1872年的安徒生逝世。
在西方国家，《丑小鸭》、《国王的新衣》和《豌豆公主》等故事早已家喻户晓，然而只有少数的人可以说出它们的作者。他们跟夏尔·佩罗的故事一样成为人类共同的遗产，和格林兄弟的作品一样，已经成为了真正的民间故事。在中文版的童话中，大量的北欧元素被同化为中华文化圈元素，
安徒生的爱情生活
安徒生的早年的私人日记中记载，他拒绝与人性交。他会在与女性交谈之后，回到住所手淫。
安徒生常会陷入无法实现的爱情中，而他写的不少故事都可被解读为自身渴望爱情的映射。一次他在日记中写道
“万能的上帝，我只有你了；你操纵着我的命运，我只能将自己交给你！给我一段生活吧！给我一位新娘！我的血液需要爱，就如同我的心那样！”
年轻时，安徒生单恋上了一个叫莉葆·沃依特（Riborg Voigt）的女性。安徒生死后，衣柜中藏有来自莉葆的一封长信。他已然一直爱了她数十年，而且此间他也曾爱上过别人。其他恋情与包括物理学家汉斯·奥斯特的女儿索菲·奥斯特、他资助人乔纳斯·科林（Jonas Collin）最年幼的女儿路易斯·科林（Louise Collin）以及着名歌剧女高音珍妮·林德。安徒生最有名的童话故事之一《夜莺》就是为了表达自己对珍妮·林德的感情，而此故事启发了她昵称“瑞典夜莺”的诞生。安徒生过度害羞而不善于与女性交际，故而迟迟未能向她求婚，某一次林德登上火车去往一家歌剧院时，他终于鼓起勇气将一封求婚书递给了她。然而林德对于安徒生的感情却不是这样，她更多地只是将他视为一个兄弟，并在1844年写信给他道：
“别了……上帝保佑我的兄弟，这是他挚爱的姐妹的诚挚祝福。”
安徒生不仅单恋女人，也喜爱男人。比如，安徒生向爱德华·科林（Edvard Collin）写道：“我迷恋你犹如迷恋卡拉布里亚姑娘……我对你的感觉就像对女人。我本性的女性化与我们的友情必须保密。”而科林是个异性恋，在自己的日记中写道：“我发现自己不能回应他的爱，这导致笔者难受。”相似的，他对丹麦舞者Harald Scharff和萨克森-魏玛-艾森纳赫的小世袭公爵卡尔·亚历山大的热恋也没能成功。
近年来，一些文学研究在安徒生的作品中发现了同性恋暗示。
逝世
1872年春，安徒生从床上摔下并受重伤，后来一直未能完全康复。1875年8月4日，安徒生在靠近哥本哈根一所名为Rolighed（意为“平静”）的房子中逝世。其遗体下葬于哥本哈根Assistens墓园。
安徒生逝世时已经享誉世界。他被誉为丹麦的“国宝”，享有丹麦政府的定期津贴。在他逝世前，人们就已经开始准备为他树立起大型的雕像。这座雕像现在竖立在哥本哈根罗森堡宫花园（Kongens Have）的显着位置。
童话作品
《牛油蜡烛》（T?llelyset）、《国王的新衣》、《丑小鸭》、《猪倌》、《豌豆公主》、《幸运的套鞋》、《枞树》、《冰雪女王》、《跳高者》、《接骨木树妈妈》、《钟声》、《老房子》、《幸福的家庭》、《母亲的故事》、《衬衫领子》、《影子》、《卖火柴的小女孩》、《小杜克》、《顽皮的孩子》、《红鞋》、《拇指姑娘》、《天堂飘来的叶子》、《屎壳郎》、《夜莺》、《小锡兵》、《沼泽王的女儿》、《海的女儿》、《飞箱》
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