徐悲鸿的作品熔古今中外技法于一炉，显示了极高的艺术技巧和广搏的艺术修养，是古为今用、洋为中用的典范，在我国美术史上起到了承前启后、继往开来的巨大作用。他擅长素描、油画、
中国画。他把西方
艺术手法融入到中国画中，创造了新颖而独特的风格。
他的素描和油画则渗入了中国画的笔墨韵味。他的创作题材广泛，山水、花鸟、走兽、人物、历史、神话，无不落笔有神，栩栩如生。他的代表作油画《田横五百士》、《徯我后》、中国画《九方皋》、
《愚公移山》等巨幅作品，充满了爱国主义情怀和对劳动人民的同情，表现了
人民群众坚韧不拔的毅力和威武不屈的精神，表达了对民族危亡的忧愤和对光明解放的向往。他常画的奔马、雄狮、晨鸡等，给人以生机和力量，表现了令人振奋的积极精神。尤其他的奔马，更是驰誉世界，几近成了现代中国画的象征和标志。
徐悲鸿长期致力于美术教育工作。他发现和团结了众多的美术界著名人士。他培养的学生中人材辈出，许多已成为著名艺术家，成为中国美术界的中坚骨干。他对中国美术队伍的建设和中国美术事业的发展作出的卓越贡献，无与伦比，影响深远。
1953年9月26日，徐悲鸿因
脑溢血病逝，享年58岁。按照徐悲鸿的愿望，夫人
廖静文女士将他的作品1200余件，他一生节衣缩食收藏的唐、宋、元、明、清及近代著名书画家的作品1200余件，图书、画册、碑帖等1万余件，全部捐献给国家。次年，徐悲鸿故居被辟为徐悲鸿纪念馆，集中保存展出其作品，
周恩来总理亲自题写“悲鸿故居”扁额。