Autor de dos ensayos narrativos cruciales sobre la despoblación: La España vacía (2016), con el que ganó el premio al mejor ensayo del Gremio de Libreros y el Premio Cálamo, además de entrar en las listas de «mejores del año» de toda la prensa cultural; y Contra la España vacía (2021). También es autor de dos novelas en las que la enfermedad y su atención sanitaria ocupan el centro de la acción: La hora violeta (2013, Premios Ojo crítico y Tigre Juan), donde cuenta la enfermedad y la muerte de su hijo Pablo, diagnosticado de leucemia cuando tenía apenas 10 meses, y La piel (2020), libro en el que, a partir de la psoriasis que él mismo padece, reflexiona sobre el cuerpo y sobre la imagen corporal y repasa la trayectoria de varios personajes que sufrieron la misma enfermedad. Del Molino recibió el Premio Espasa por Lugares fuera de sitio en 2018. Además, es autor de Lo que a nadie le importa (2014), La mirada de los peces (2017), y Un tal González (2022).
Este mismo año ha publicado Dos tardes con Joseph Roth, dentro de una colección de Editorial Alianza y que pretende acercar a los lectores a autores clásicos a través de la visión que tienen de ellos escritores contemporáneos.
Es columnista del diario El País y colaborador de Onda Cero Radio. Sus obras han aparecido en más de quince países. En 2024 ganó el Premio Alfaguara de novela por Los alemanes.