Escribe la primera obra La llama errante (1892), en colaboración con Javier de Burgos y Torres Reina, con música del maestro Marques, estrenada en el Teatro de la Zarzuela. En la noche del 17 de febrero de 1894, en la que se estrenó La Verbena de la Paloma, Fernández Shaw estrenaba su arreglo del drama Severo Torrelli. Invitado por Chapí, empresario del Teatro Eslava, estrenó El cortejo de Irene, y más tarde La Chavala, La Revoltosa, Don Lucas del Cigarral, La venta de D. Quijote, Los pícaros celos... También son obras teatrales suyas El maldito dinero, La canción del náufrago, El alma del pueblo, El tirador de palomas, Los templaos, etc.
Ya en 1908 era un consumado autor dramático, y en esa fecha, según su propia confesión, tenía preparadas varias obras, entre ellas, el drama La Virgen de los Rosales, para María Guerrero, Margarita la Tornera, la ópera, con el maestro Chapí; La maja de rumbo, con el maestro Emilio Serrano; El eterno romance, en colaboración con Arniches; El canto del mosquetero; Colomba, en colaboración con López Ballesteros y música de Vives; La Vida Breve, con Manuel de Falla, La balada de los vientos... Publicó en esa fecha su libro Poesía de la Sierra y estrenó la comedia El hombre feliz en el Coliseo Imperial. En 1910 publica su libro Poesías del Mar que mereció calurosos elogios de la crítica, y como se proyectara con este motivo un homenaje en Cádiz al ilustre paisano, este declinó tal honor, ya que Cádiz no lo alentó y se quejaba amargamente de la indiferencia de sus paisanos.
Son también obras del autor gaditano La tragedia del beso, La romancera, La sombra del Rey galán o el Alcalde Cantarranas, Los ojos garzos, La voz de la tierra (en colaboración con Asensio Mas), Los dos clavos, Las Bravías...
El poeta gaditano Eduardo de Ory pidió un homenaje para su paisano Fernández Shaw; y Vázquez de Sola, desde Granada pedía que se coronase a Fernández Shaw, como se hizo con Zorrilla, a quien tanto aquél admiraba y que se pusiese su nombre a una calle de Cádiz. Ya desde el año 1910 el genial poeta gaditano padecía de una neurastenia aguda; sus nervios dislocados, no le dejaban vivir, y el 30 de mayo de 1911 se dio por muerto a consecuencia de haber ingerido un veneno activo en un rapto de locura. La noticia resultó falsa, si bien a los pocos días (7 de junio) dejó de existir en el Pardo.
En el homenaje que el Ateneo de Madrid rindió a su memoria el 31 de enero de 1912, su hijo Guillermo, autor de Doña Francisquita, La rosa del azafrán, Luisa Fernanda, La tabernera del puerto, etc., leyó un romance suyo dedicado a la memoria de su padre.
En la lápida de la sepultura de Carlos Fernández Shaw , en el cementerio de Nuestra Señora de la Almudena, se grabaron, cumpliendo sus deseos, los siguientes versos:
“Cuando sueño con la Muerte
sueño también con mi tumba;
tumba de piedra sencilla,
donde me busque la luna...”
