Flera av Cayrols verk präglas av erfarenheter från koncentrationsläger under andra världskriget. De behandlar människans alienation och sökande efter identitet. Cayrol betraktas som en förnyare av romankonsten. Av hans verk kan nämnas trilogin Je vivrai l’amour des autres (’Jag skall leva andras kärlek’, 1947–50) och serien Histoires (1970–79),