Ngoài sáng tác ca khúc, ông còn viết nhiều tác phẩm hợp xướng và khí nhạc. Một số hợp xướng và trường ca viết với dàn nhạc giao hưởng như Hồi tưởng, Việt Nam muôn năm, Vượt núi, Tuổi lên mười, Hát dưới cờ búa liềm, Thành phố chúng ta nhà máy chúng ta...

Trong lĩnh vực khí nhạc, ông có các tác phẩm như Fugue cho piano, Tổ khúc cho hautboy và piano, Rhapsodie cho violon, độc tấu kèn basson, Hành khúc con voi, độc tấu flute Vui được mùa, Hoa thơm bướm lượn, Concerto cho piano và dàn nhạc, thơ giao hưởng số 1 Thành đồng Tổ quốc (1960), concertino cho violon và dàn nhạc dây Tuổi trẻ và tình yêu (1975), Đại hợp xướng và dàn nhạc giao hưởng Điện Biên Phủ (2004), ba bản giao hưởng posthume...

Ngày 10 tháng 6 năm 2005, tại Hà nội đã có một đêm hòa nhạc giao hưởng mang tên ông được tổ chức tại Nhà hát lớn Hà Nội, biểu diễn ba tác phẩm: Thơ giao hưởng số 1 Thành đồng Tổ quốc (1960), concertino cho violon và dàn nhạc dây Tuổi trẻ và tình yêu (1975) và Đại hợp xướng Điện Biên Phủ (2004). Chương trình do Dàn nhạc giao hưởng, hợp xướng Nhạc viện Hà Nội thể hiện, do con trai ông - nhạc trưởng Lê Phi Phi - chỉ huy.