Nổi bật nhất trong các sáng tác của Nguyễn Sỹ Ngọc là các tác phẩm ông thực hiện trong giai đoạn kháng chiến chống Pháp cũng như thời kỳ ông sáng tác ở vùng than Quảng Ninh. Đây là những bức tranh sơn mài thể hiện hình tượng người lính Quân đội nhân dân Việt Nam, tình quân dân cũng như cảnh lao động sản xuất của công nhân ở vùng than. Những bức tranh của Nguyễn Sỹ Ngọc phóng khoáng, sống động trong đường nét và màu sắc, có sức truyền cảm mạnh mẽ.[2]

Ngoài ra, ông còn làm công việc vẽ tranh minh họa cũng như tham gia viết bài về đề tài Mỹ thuật cho báo Văn nghệ.

Các tác phẩm

• Tình quân dân hay Cái bát (1949, sơn mài)
• Đổi ca (1962, sơn mài)
• Chiến dịch Điện Biên Phủ (1980, sơn mài)
• Một ngày mới lại bắt đầu (1982, sơn mài)