Phim được đánh giá đã lay động khán giả sâu sắc với những bi kịch đời thường và những hi sinh của tuổi trẻ thời chiến mang theo khát vọng về gia đình, tình yêu, tình bạn.[3] Hoàng Nhuận Cầm tỏ ra khá cứng tay khi chọn lựa các chi tiết, các câu thoại thật đắt, lời các bài ca, bài thơ,... để khắc họa gương mặt và số phận 4 nhân vật Hoàng, Thành, Thăng, Long của mình.[22] Những cảnh hành quân hay trú quân, mô tả chiến trận ở cung bậc quyết liệt nhất, bút pháp lọc lựa, chấm phá cũng được ông tận dụng triệt để (tiếng gọi "Mẹ ơi!" lặp lại trên dòng sông Thạch Hãn; cảnh khiêng trên vai những bao xác tử sĩ; cảnh chôn cất nhau trong cơn mưa tháng bảy...).[1]

Đạo diễn Hữu Mười và êkíp làm phim cũng được nhận xét đã làm chủ được cách kể chuyện phức điệu của mình, tiết chế được tham vọng thi ca, tạo những tiếng cười chân thực hồn nhiên, tả chiến tranh chết chóc theo kiểu phương Đông, tập trung vào những khoảnh khắc bạo liệt để điểm huyệt gây ấn tượng, tạo nên những điểm nhấn nghệ thuật kết nối tất cả những ký ức hồn nhiên dễ thương của nhân vật làm người xem phải trào nước mắt.[3] Những cảnh thương vong trong phim khiến không ít khán giả xúc động và nhỏ lệ.[42] Các diễn viên cũng đã diễn xuất dung dị tự nhiên, lột tả được sự trong sáng hồn nhiên và tính cách riêng của 4 nhân vật chính[3], trong đó Lê Chí Kiên có những khoảnh khắc diễn xuất tuyệt vời khiến nhiều người cảm động.[19] Đạo diễn Hữu Mười đã tự chấm điểm 10/10 cho mình trong vai trò đạo diễn cho bộ phim này vì khả năng gây xúc động người xem và vượt qua khó khăn về kinh phí làm phim.[16]

Nhưng Mùi cỏ cháy cũng bị phê bình có nhiều bối cảnh quá đơn sơ. Nhiều cảnh phim bị lộ sự dàn dựng của đạo diễn và phim chưa thể hiện được sự khốc liệt cần có của một trong những trận chiến đẫm máu nhất trong lịch sử kháng chiến chống Mỹ.[43] Chiến trường Thành cổ Quảng Trị bị bó hẹp trong bối cảnh chỉ vỏn vẹn vài trăm m² ở Làng Văn hóa Du lịch các dân tộc Việt Nam và tỏ ra không thực ở một số chi tiết. Những trận đánh cũng bị xem là quá đơn giản, ít máy bay, ít xe tăng, những điểm nổ thưa thớt, những đụn khói bom, khói đạn bốc lên còn mỏng manh, mờ nhạt.[22][42] Công nghệ làm phim cũng bị đánh giá lạc hậu khi những cảnh thương vong, đổ máu tỏ ra không thật, cảnh những chiến sĩ vượt sông bị trúng bom, khán giả còn nhìn rõ đó là những hình nộm cao su, họa sĩ phải dùng những tranh vẽ thay cho kỹ xảo 3D.[42] Giải Cánh diều vàng cho phim cũng bị đánh giá là thiếu thuyết phục khi xét về sáng tạo nghệ thuật, chỉ đạo diễn xuất và xử lý trong phim.[44]