Rendkívüli képességeinek köszönhetően igen korán jelentős sikereket ért el. Hosszú élete során csaknem minden fontosabb műfajban komponált: írt versenyműveket, kamarazenét, színpadi műveket, számos szóló zongora- és egyéb hangszeres zenét, egyházi és világi vokális zenét, valamint pedagógiai műveket. Alkotásait tökéletes formaérzék és veleszületett kontrapunktikus tehetség jellemzik. Líraiság, drámai kontraszt, sokoldalúság, humor és kifinomult ízlés hatja át egész életművét.

Míg zenei nyelve a posztromantika értelmében többnyire tonális maradt, harmóniái természetes hajlékonysággal bontakoznak ki, és a szerző bámulatos rögtönzési adottságairól és gazdag művészi fantáziájáról tesznek tanúbizonyságot.

Dohnányi virtuozitásában Liszt közvetlen utódjának tekinthető; úgy is mint zeneszerző, dirigens, pedagógus és országának kulturális képviselője. Dohnányi nagymértékben hozzájárult a magyar zenei élet fellendítéséhez, és meghatározó szerepe volt abban, hogy hazája európai kulturális központtá vált a XX. század első felében.