История создания романа описывается в одной из глав книги Валентина Катаева «Алмазный мой венец». Валентин Катаев предложил Илье Ильфу и Евгению Петрову (своим другу и брату соответственно) сюжет о бриллиантах, спрятанных во время революции в одном из двенадцати стульев гостиного гарнитура. Они должны были разработать тему, написать черновик романа, а Валентин Катаев просто пройдётся по их трудам своим «блестящим пером» …
Катаев оставил новоиспечённым литературным неграм подробный план будущего романа, а сам уехал на Зелёный мыс под Батумом сочинять водевиль для Художественного театра. Несколько раз И. Ильф и Е. Петров присылали ему отчаянные телеграммы, прося советов по разным вопросам, возникающим во время написания романа. Валентин Катаев сперва отвечал им односложно: «Думайте сами», а вскоре и вовсе перестал отвечать, целиком поглощенный жизнью в субтропиках.
Едва он вновь появился в Москве, как перед ним предстали его соавторы. С достоинством и даже несколько суховато они сообщили ему, что уже написали более шести печатных листов. Один из них достал из папки аккуратную рукопись, а второй начал читать вслух. Уже через десять минут Валентин Катаев понял, что «рука мастера» этому роману вовсе не потребуется, а он сам не имеет никаких прав указывать своё имя на обложке: соавторы не только великолепно выполнили заданные им сюжетные ходы и отлично изобразили портрет Воробьянинова, но, кроме того, ввели совершенно нового, ими изобретённого великолепного персонажа — Остапа Бендера.
После этого Валентин Катаев переписывает договор с издательством на И. Ильфа и Е. Петрова. Однако не стоит думать, что он был совсем уж бескорыстен: соавторам было выдвинуто два условия.
Во-первых, они должны были посвятить роман ему и это посвящение должно было быть напечатано во всех изданиях — как на русском, так и на иностранных языках, на что соавторы с лёгкостью согласились, тем более они не были даже с точностью уверены, будет ли хоть одно издание. И до сих пор, даже если вы открываете современное издание «Двенадцати стульев», на первой страничке неизменно написана короткая фраза: «Посвящается Валентину Петровичу Катаеву».
Во-вторых, с гонораров за книгу соавторы обещали подарить ему золотой портсигар. Это условие также было принято после небольшого обсуждения.
После этого события соавторы по-прежнему пишут вдвоём — днём и ночью, азартно, как говорится, запойно, не щадя себя. Наконец в январе 1928 года роман завершён, и с января по июль он публикуется в иллюстрированном ежемесячнике «Тридцать дней». В первой журнальной публикации было 37 глав. В первом отдельном издании 1928 года (издательство «Земля и Фабрика») была 41 глава, во втором 1929 года, того же издательства, уже 40. В архивах сохранилось два авторских варианта романа: рукопись Петрова и машинопись с правками обоих авторов. Ранний рукописный вариант содержит двадцать глав без названий. В машинописном варианте текст был разбит на сорок три главы с титульными листами. После второго книжного издания в октябрьском номере «Тридцати дней» за 1929 год были опубликованы еще две ранее не издававшиеся главы. Однако дальнейшие издания базировались на первом книжном издании с 40 главами.
На протяжении всего романа дуэт Остапа Бендера и Ипполита Матвеевича Воробьянинова (он же Киса) занимается поиском сокровищ мадам Петуховой, которая была тёщей Ипполиту, а именно бриллиантов, спрятанных в одном из 12 стульев изящного гарнитура мастера Гамбса. Она спрятала их, остерегаясь обыска, но не решалась признаться зятю, памятуя о том, что он раньше был ужасным мотом и транжирой и уже промотал состояние её дочери.
Открывается мадам Петухова ему только перед смертью. Эту тайну узнаёт и отец Фёдор, которому она исповедовалась. Ипполит Матвеевич пускается в погоню за бриллиантами, но так как его авантюристские наклонности весьма слабы (впрочем, как и организаторские), он доверяется молодому человеку с шарфом, но без носков по имени Остап Бендер…
С этого момента их уносит в круговорот из поисков, неудач, стараний и головокружительных авантюр — от создания тайного общества до превращения захолустного городишки в шахматную столицу вселенной.
Основой сюжета романа послужил рассказ А. Конан-Дойля «Шесть Наполеонов», в котором драгоценная жемчужина спрятана внутри одного из гипсовых бюстиков Наполеона. За бюстиками охотятся двое бандитов, один из которых перерезает другому горло бритвой. После выхода книги «Двенадцать стульев» авторы получили подарок от друзей по писательскому цеху — коробку, внутри которой лежало шесть пирожных «наполеон».
По мнению краеведов, Старгород «списан» с города Старобельска Луганской области, возле которого расположены еще двое «тезок» — деревня Чмыровка и Лучанск — Луганск. Осенью 1926 Ильф и Петров побывали здесь в служебной командировке, почерпнув из местной жизни ряд деталей для будущего романа. В 2008 году здесь был установлен памятник Остапу Бендеру, беседующему с беспризорником.