En l'obra de Xavier Montsalvatge es donen cita òperes com El gat amb botes, del 1948, Una voce in off, del 1961 i Babel 46, del 1967. El músic gironí també va compondre simfonies com Cant Espiritual, per al poema homònim de Joan Maragall, l'any 1958; Desintegració morfològica de la Xacona de Bach, el 1963; Viatge a la lluna, el 1966, o Laberint, el 1971.
Montsalvatge també va compondre peces de cambra com Cuarteto indiano, el 1952, i Serenata a Lydia de Cadaqués, el 1970. Entre les seves obres per a piano destaquen Ritmos, l'any 1942; Alegoría, el 1983, o Tres impromptus per a piano, el 1993. Un piano que de vegades va fer acompanyar amb la veu en obres com Cinco canciones negras, del 1945. També conreà la cobla a Madrigal en forma de sardana, del 1946.
Dalt dels escenaris, va compondre per als ballets Manfred, de Jacqueline Alexander, o Las mocedades del Cid, de Guillem de Castro. En cinema i televisió va ser el responsable de les bandes sonores de Goya, del 1985 o El amor de los amores, del 1962.
La seva obra ha rebut elogis tant dins com fora de Catalunya.