他的画作满含激情，技巧极高。著名油画有《溪我后》、《田横五百士》；国画有《九方皋》、《愚公移山》、《会师东京》等。最能体现他国画改革最高成就的就是他的马。在画坛，他的马独步天下，也以画马的成就最为卓著。他非常注重写生，技术精湛。他学过马的解剖，对马的骨骼、肌肉、组织了如指掌，同时还熟悉马的性格脾气，所以他的《驰骋图》用笔刚健有力，用墨酣畅淋漓，奔放处不狂狷，精微处不琐屑，一马驰骋，气势磅礴，形神俱足。在技法上，他以中国的水墨为主要表现手段，又参用西方的透视法、解剖法等，逼真生动地描绘了马的飒爽英姿；晕染全部按照马的形体结构施加，墨色浓淡有致，既表现出马的形体，又不影响墨色的韵味。徐悲鸿的马是中西融合的产物，这种融合是极为成功的。他以灵活多变的线条，虚和妙丽的明暗渲染，坚实的造型与奇妙的想象，使画面具有强烈的感染力和震撼力。