После ряда небольших пьес на окситанском (провансальском) языке он написал знаменитую сельскую поэму «Mir?io» («Мирей», 1859, с французским переводом), встреченную очень благоприятно и получившую премию Французской академии. Сюжет поэмы он переработал потом в оперное либретто, к которому Шарль Гуно написал музыку («Mireille»).
Мистраль был один из главных организаторов движения фелибров и сотрудников «Revue f?librienne», органа, отстаивающего литературную самобытность Прованса. Орфография и другие особенности языка «Мирей» были «по праву шедевра» положены в основу литературной нормы окситанского языка, вырабатывавшейся фелибрами (несмотря на расхождение с классическими нормами). Ему принадлежат также: поэма «Calendeau, pou ? mo nouveau» (1867), сборник стихов «Lis isclo d’or» (1875), толковый словарь — богатое собрание материала по окситанскому языку «Lou Tresor dou f?librige» («Сокровищница фелибрижа», 1879—1886), повесть в стихах «Nerto» (1884), трагедия «Reino Jano» (1890), поэма «Pou?mo d?u Rose» (1897), книга стихотворений «Oulivado» (1912) и др.
Мистраль был удостоен Нобелевской премии по литературе (1904) «за свежесть и оригинальность поэтических произведений, правдиво отражающих дух народа».
Чилийская поэтесса Лусила Годой Алькайяга взяла псевдоним Габриэла Мистраль в честь Фредерика. Она также была удостоена Нобелевской премии.
Мистралю посвящён рассказ Альфонса Доде "Поэт Мистраль" из цикла "Письма с мельницы".