Именно в «Гудке» произошла встреча Ильи Файнзильберга и Евгения Катаева (Петрова), переросшая в многолетнюю дружбу и соавторство. В железнодорожной газете Евгений Петров появился в 1926 году, вернувшись из Красной Армии, и тоже работал правщиком. У него не было своей комнаты, и он ночевал у брата – Валентина Катаева. Именно Катаев-старший, уже опытный литератор, подкинул друзьям идею написать роман о стульях. «Я хочу стать Дюма-отцом, – шутливо заявил он, – уже давно пора открыть мастерскую советского романа, вы будете моими неграми. Я вам (Петрову и Ильфу) буду давать темы, вы будете писать романы, а я их потом буду править… Соглашайтесь. Один роман пусть пишет Илья, а другой Женя… Молодые писатели, посовещавшись, решили, что им лучше будет писать вместе. Каждый день Ильф и Петров оставались в редакции газеты, чтобы работать над рукописью, потому что жилищные условия этого не позволяли. Первую фразу к роману «12 стульев» придумал Илья Ильф: «Давайте начнем просто и старомодно – “В уездном городе N”. В конце концов, не важно, как начать, лишь бы начать», – твердо произнес он. О работе над первой главой романа Е. Петров писал так: «Мы никогда не представляли себе, как трудно писать роман. Мы уходили из Дворца Труда в 2 или 3 часа ночи, ошеломленные, почти задохшиеся от папиросного дыма. Мы возвращались домой… не в состоянии произнести ни слова». Прочитав первую главу, В. Катаев решил, что им не нужна «рука мастера»: «Не прибедняйтесь, Илюша. Обойдетесь и без Дюма-пера. Продолжайте писать сами…»
Молодые авторы, вдохновленные похвалой мэтра, продолжили работу над романом, но один из его героев никак не хотел влезать в приготовленные для него рамки. Остап Бендер из второстепенного героя стал основным действующим лицом книги. По одной из версий, прототипом Остапа Бендера стал человек, изображенный на фото, до сих пор хранящемся в семейном альбоме Ильфов. Оно было вырезано из одного дореволюционного журнала и подписано: «Это мой брат Сандро Фазини в костюме апаша». К сожалению, на фото изображен не Александр Файнзильберг, художник, выбравший себе такой необычный псевдоним. Но в независимом, нагловатом выражении лица мужчины, шарфе на шее легко можно угадать Великого Комбинатора.
Сюжет в романе «12 стульев» играет лишь служебную роль. Там почти нет выдуманных фигур. Все герои романа были взяты авторами из жизни, из действительности. Но вместе с халтурщиками, мошенниками, бюрократами и пошляками в книге появляется еще один персонаж – Одесса. В не вошедшей в «12 стульев» главе «Прошлое регистратора ЗАГСа» упоминается нынешняя филармония (здание биржи, сооруженное в ассиро-вавилонском стиле), а рядом с домом Ильфа – мясная лавка некоего Бендера, кафе «Флорида», ставшее местом дискуссий «пикейных жилетов» о возрождении в Черноморске порто-франко, – конечно же, знаменитое одесское кафе «Фанкони», расположенное на Екатерининской улице, а сам Черноморск – Одесса.
В своих воспоминаниях Е. Петров часто говорил о том, что им очень сложно работать вместе: «Надо думать, Гонкурам было легче. Все-таки они были братья. А мы даже не родственники. И даже не однолетки… Мы беспрерывно подвергали друг друга жесточайшей критике, тем более обидной, что преподносилась она в юмористической форме. Добрый-то он (Ильф), добрый, мягкий-мягкий, но вдруг как кусанет – долго будешь зализывать рану и жалобно скулить в углу. За письменным столом мы забывали о жалости…» Но несмотря ни на что, это был очень гармоничный писательский союз.
Роман «12 стульев» был закончен менее чем за полгода. В 1928 году его опубликовали в журнале «30 дней» и в издательстве «Земля и фабрика». Читатели буквально зачитывали до дыр роман о похождениях Великого Комбинатора, а критика просто не заметила. О. Мандельштам в 1929 году с возмущением писал, что этот «брызжущий весельем памфлет» оказался не нужен рецензентам. А. Тарасенков написал в «Литературной газете» статью о романе «12 стульев» с правдивым названием «Книга, о которой не пишут».
С 1928 года Ильф и Петров как фельетонисты работали в журнале «Смехач», а через год они перешли в только что открывшийся сатирический журнал «Чудак». Илья Арнольдович вел отдел литературных рецензий и часто писал острые, смешные заметки о всевозможных курьезах и ляпсусах. Несмотря на то что такую работу чаще всего поручали второстепенным сотрудникам, Ильф вкладывал в крохотные заметки весь свой талант, всю изобретательность зрелого мастера. Нужно ли говорить о том, что сатирическая сторона заметки всегда была на высоте. В «Чудаке» родился псевдоним Ильфа и Петрова – Ф. Толстоевский. Этим псевдонимом авторы подписывали ряд новелл из жизни придуманного анекдотического города «Колоколамска». В журнале печатали и написанные Толстоевским сатирические сказки новой Шахерезады, а также театральные и киносценарии. Ильф и Петров вместе работали над рецензиями, подписывая свои статьи псевдонимом «Дон Бузилио».