Er war für die Übersetzung der englischen Enzyklopädie von Chambers verantwortlich und überzeugte den Buchhändler, der ihn beauftragte, ein neues Werk zu schaffen: das war der Ursprung der „Encyclopédie“. Mit anderen Literaten, die an diesem Projekt interessiert waren, verbündete sich Diderot mit dem Mathematiker d'Alembert, der die Leitung des Unternehmens teilte und den "Discours préliminaire" schrieb. Die "Encyclopédie", deren erster Band 1751 mit großem Erfolg erschien, wurde 1752 und 1759 ausgesetzt. D'Alembert, von den Verfolgungen entmutigt, gab auf, aber am Ende gelang es Diderot, durch tausend Hindernisse, die vom Klerus und der Zivilbehörde geschaffen wurden, dieses große Vorhaben zwischen 1751 und 1772 in 28 Bänden durchzuführen.
Er intervenierte in die Debatte über die Sklaverei in „Histoire des deux Indes“, indem er die Argumente der Verteidiger vorbrachte, die behaupteten, ihre Sklaven seien „in Amerika glücklicher als in Afrika“, indem sie sich erwiderten:
„Warum sehnen sich diese Sklaven immer wieder nach ihrer Heimat? Warum gewinnen sie ihre Freiheit so schnell wie möglich zurück? Warum bevorzugen sie Wüsten und die Gesellschaft wilder Tiere gegenüber einem Zustand, der Ihnen so süß erscheint? Warum führt Verzweiflung dazu, dass sie Ihnen wegzuwerfen oder vergiften? Warum haben ihre Frauen so oft abgebrochen, damit ihre Kinder nicht ihr trauriges Schicksal teilen? Wenn Sie uns vom Glück Ihrer Sklaven erzählen, belügen Sie sich selbst und täuschen Sie uns. Es ist der Höhepunkt der Extravaganz, eine so seltsame Barbarei in einen Akt der Menschlichkeit verwandeln zu wollen.“
Das „Histoire des deux Indes“ wurde 1770 ohne Autorennamen veröffentlicht und in mehreren Ausgaben bis 1780 erweitert. Es ist ein bedeutendes Werk von mehr als 10 Bänden, das sich der kolonialen Expansion Europas im 18. Jahrhundert widmet. Dem Abbé Raynal zugeschrieben, ist es sich tatsächlich eine kollektive Arbeit. Diderot arbeitete daran mit und schrieb wahrscheinlich die Seiten über die Sklaverei, in denen er denunzierte:
„Wir haben sie nicht auf den Zustand von Sklaven reduziert, sondern auf Lasttiere; und wir sind vernünftig! Und wir sind Christen! ... Dieser Kauf von Negern, um sie in die Sklaverei zu bringen, ist ein Handel, der gegen Religion, Moral, Naturgesetze und alle Rechte der menschlichen Natur verstößt... Man kann sagen, dass diese Kolonien bald zerstört würden, wenn die Sklaverei der Neger abgeschafft würde. Aber wann sollten wir daraus schließen, dass die menschliche Rasse schrecklich verletzt werden muss, um uns zu bereichern oder unseren Luxus zu bieten? ... Kann es legitim sein, die Menschheit ihrer heiligsten Rechte zu entziehen, nur um Gier, Eitelkeit oder besondere Leidenschaften zu befriedigen? Nein, seien Sie die europäischen Kolonien lieber zerstört, als so viele unglückliche Menschen zu machen“
Das Buch war zu seiner Zeit ein echter Bestseller, und das besonders prägnante Argument gegen die Sklaverei diente als Grundlage für das Argument der 1788 gegründeten zukünftigen Gesellschaft der Freunde der Schwarzen.