W. var en av sin tids mest særpregete kunstnere, aktivt skapende i 70 år. Han vokste opp på Lysaker i et miljø av kunstnere og vitenskapsmenn. Den såkalte Lysaker-kretsens norsk-nasjonale, men samtidig vidsynte kosmopolitiske innstilling satte sitt preg på ham. Sin første tegneundervisning fikk han av faren, som krevde en streng kunstnerisk form bygd på grundig naturstudium. W. var mer opptatt av det spontant uttrykksfulle enn av det korrekte og beholdt sin steile selvstendighet og kunstneriske uavhengighet. Med sin myndige undervisning og sin dype kjærlighet til norsk natur, til bygdekultur og gammel folkekunst, kom faren likevel til å få avgjørende betydning for sønnens utvikling. I gutteårene fulgte W. sin far på hans studiereiser rundt i norske bygder, senere til Frankrike. Alt som 13-åring begynte han å skjære sine første relieffer i tre etter egne tegninger. Det var naturmotiver, fugler og andre dyr, blomster og bladrike trær som senere ble bemalt i sterke farger, gjerne rødt, blått og gull. De vitner om en dyktig kompositør, en nesten barnlig spontan naturbegavelse med en overdådig fantasi. Relieffene representerte noe nytt, selv om impulsen fra vennen og veilederen Oluf Wold-Tornes dekorative arbeider er åpenbare.
Hovedverkene fra denne første fase av hans produksjon er fire skapdører i mahogny til Thorstein Laurins samling i Stockholm og et større relieff, Reinsdyrene på fjellet, til Halfdan Mustads spisestue på Fornebo. Begge arbeider er utført kort før 1. verdenskrig. W.s produksjon fra disse årene omfattet også oljemalerier, pasteller, akvareller, tegninger, raderinger, litografier, bokkunst, møbler, glassmalerier, mønstre til billedtepper og broderier, samt keramikk, senere også fajanse. I 1914 deltok den 21-årige W. i De 14s paviljong på jubileumsutstillingen på Frogner med 7 trerelieffer og en rekke dekorative utkast. Samtidig var han representert på utstillingens avdeling for dekorativ kunst med to glassmalerier og flere tegnede forstudier, dessuten i husflidsavdelingen med et veggteppe. W. fortsatte i noen år å skape etter de samme idealer som preget hans tidlige ungdomsarbeider. I perioden før 1920 utførte han flere dekorative oppgaver, bl.a. 5 malerier til Dr. Frølichs barneklinikk, Oslo. Det var halvt stiliserte felter med landskaper, dyr, barn og blomster. Han malte også to fresker med dyremotiver til Ila skole, Oslo, og skar et stort trerelieff med geiter som mange år senere ble innkjøpt til Stein skole, Nes på Romerike. W. følte et sterkt behov for nye impulser, og i 1920 drog han til Paris. Årene der ble i kunstnerisk henseende en kampfylt overgangstid hvor helt nye sider ved hans talent var i emning. Han begynte å male hos Othon Friesz, men trivdes ikke og gikk snart over til å modellere med émile Bourdelle. Her var han elev tre vintre, det siste året sammen med vennen Rolf Lunde, som gav ham verdifulle impulser. Som et direkte resultat av denne undervisningen skapte han de karakterfulle, stramt formede hodene av Erik Werenskiold (kleberstein 1921/24, Vår Frelsers gravlund, Oslo og bronse 1933, ett eks. Nasjonalgalleriet, Oslo) og Fridtjof Nansen (bronse 1922, ett eks. Nobelinstituttet). Begge er bygd opp i klare plan, men det sistnevnte er mer skissemessig i overflatebehandlingen. Etter at W. i 1923 brøt opp fra Paris, fullførte han bl.a. 8 store lerreter til Aker sykehus med motiver fra folkeeventyrene og en freske i livsforsikringsselskapet Frams bygning i Oslo. Han følte nå at han måtte arbeide helt uavhengig av faren, og fra 1926 og i flere år fremover var han bosatt i Volda. Der hadde også Hugo Lous Mohr slått seg ned, og kontakten med ham ble av stor betydning for W. På Sunnmøre konsentrerte han seg om figurmaleriet. Med bygdas egne folk som modeller skapte han en rekke monumentalt forenklede komposisjoner, friskt og direkte oppfattet, mer realistiske enn hans tidligere bilder og likevel med nasjonalromantiske undertoner. Blant dem er hovedverk i hans produksjon som Kyrkelyden i Volda (1927), Salmen (1928) og Småbrukerfamilie (1927, Trøndelag Kunstgalleri) med en litt kluntet tegning, grovt tiløkset form og pastose fargelag. Senere fulgte beslektede malerier som Felespilleren Jørgen Tjønnstaulen (1933, Nasjonalgalleriet) og Myrvangfolket (1934). Fra en reise til Grønland i 1930 hentet han motiver til noen av sine mest uttrykksfulle landskapsmalerier.
W. hadde nå bosatt seg i Bærum for godt. Somrene ble ofte tilbrakt i Telemark, og under 2. verdenskrig kjøpte han et sted i Åmot. I 1933 fullførte han de første forarbeidene til ett av sine hovedverk, bronsedørene til Oslo domkirke. Det var 9 robust utførte trerelieffer bygd over Bergprekenens saligprisninger, malt i rødt, grønt og gult. To av dem, Sæle dei som er fattige i aand og det stramt komponerte Sæle dei som er forfylgde, tilhører Nasjonalgalleriet, Oslo. Disse fargestrålende utkastene med sine kraftig ornamenterte omramminger ble senere av holdbarhetshensyn omarbeidet og i 1937 støpt i bronse. Dørene kom på plass året etter. Noe av arbeidets karakter og uttrykksstyrke var imidlertid gått tapt. I 1939-40 hugde W. flere utkast til ny dør til domkirkens inngang på sydsiden, den såkalte kongeinngang, blant dem Sjå til himmelens fugler (Lillestrøm videregående skole). Spontant, men samtidig behersket, tok han her opp igjen sine motiver fra ungdomsårene, skogens myldrende liv, trær, dyr og blomster. I 1958 lagde han et nytt utkast til kongedør, Livet i skogen (St. Olaf's College, Minnesota). Et siste utkast, Menneskesønnen er ensom, ble utført så sent som i 1967.
Til konkurransene om utsmykking av Oslo Rådhus hadde W. sendt inn utkastet Odin og Mime, en rytterstatue og et relieff som var tenkt til fasaden. Under krigen begynte han med sitt mest omfangsrike arbeide, Yggdrasilfrisen, til veggene i Rådhusets borggård. Det var 16 polykrome trerelieffer med motiver fra norrøn mytologi. Utkast til relieffene ble først modellert i leire og støpt i gips. Et prøvefelt ble deretter utført i granitt og montert i 1943 (senere oppsatt på Huseby skole). Lyset viste seg imidlertid å være for svakt for dette materialet. W. gikk så i gang med å hugge de svære feltene (220x230 cm) i limte dekksplanker av furu. Relieffet er usedvanlig høyt, opp til 25 cm. Dette hovedverk i W.s produksjon, som først ble fullført et stykke ut i 1950-årene, er av noe ujevn kvalitet. Enkelte relieffer har fått en litt for illusjonistisk karakter. Men de mest vellykte feltene som Nidhogg, Odin på Sleipner
og Hjortene beiter i løvet på Yggdrasileiken er preget av en frodig ornamental form. Samtlige arbeider har en rik og festlig polykromi som sammen med den suverent frie utførelsen og den opprinnelige uttrykkskraften gir arbeidene en så overbevisende helhetsvirkning at innvendinger av formal art må vike.
Etter Volda-perioden ble bibelske emner et sentralt motiv i W.s produksjon. I 1930 skar han sin første altertavle, Korset i blomstring, til Hornindal kirke. Den er strengt oppbygd, grunnere i relieffet enn hans senere arbeider og med en rik ornamental flatevirkning. Blant en rekke kirkeutsmykninger fra de følgende år er alterskapet til Årdal kirke, Sogn (1934), inspirert av arbeider fra sengotikken, men med W.s umiskjennelige særpreg. Sin største sakrale oppgave fikk W. med altertavlen i Sandefjord kirke (1960-63). Den er et av hans mest originale arbeider, skåret i mahogny og omfatter 17 felter med motiver fra Kristi liv og lidelseshistorie. Her kommer kraften og den opprinnelige styrken i W.s kunst klart til uttrykk samtidig som han i disse ekte naive feltene nådde fram til en storlaten forenkling. Overflatebehandlingen er grov og uflidd. Innenfor nordisk kunst har verket bare sitt motstykke i Bror Hjorths kirkelige treskjærerarbeider. Senere førte W. den forenklede stilen fra altertavlen i Sandefjord kirke videre i retning av det primitive. Det gjelder relieffet Et glimt av himmelriket (1966) og i enda høyere grad en altertavle i tre felter: Getsemane, Fader tilgiv dem og Himmelfart (1967, Nærlandsheimen). Helt til få år før sin død fortsatte W. å utføre polykrome trerelieffer, men nå i mindre format. Som eldre malte han også en rekke bilder med frodige blomstermotiver.
Det er i W.s raderinger man merker den tydeligste innflytelsen fra faren. Mens han bare arbeidet med grafikk i sine unge år, var W. hele sitt liv en ivrig tegner. En rekke vignetter fra de tidlige år vitner om hans rike dekorative talent. Blant hans mange portrettegninger kan fremheves kulltegningen av hans hustru fra 1924. W. var blant de kunstnere som illustrerte nyutgaven av våre folkeeventyr fra 1936. Fra hans eldre år stammer en rekke gren- og blomstertegninger. Innen anvendt kunst kom kanskje W.s frodige skaperevne best til uttrykk i glassmaleriene og keramikken. Som ung arbeidet han i en periode i Andreas Schneiders verksted hvor han laget fat og platter med en kraftig tegnet dekor. Som eldre utførte han en rekke keramikkrelieffer, særlig med dyremotiver. Gerhard Munthes, Erik Werenskiolds og Oluf Wold-Tornes nasjonalt dekorative bestrebelser ble først fullført gjennom W. Mens de tre eldre kunstnerne skilte skarpt mellom sitt staffelimaleri og sine dekorative arbeider, eksisterer det ikke noe slikt skille hos W. På en original og personlig måte videreførte og fornyet han tradisjonen fra de gamle kirke- og bondekunstnerne. Hans betydeligste bidrag til norsk kunst er de polykrome trerelieffene. Det er fremfor alt i dem han maktet å uttrykke alt det han hadde på hjertet. Her utfoldet hans sterkeste egenskaper seg i stadig mer suveren frihet: fantasien og fabuleringsgleden, sansen for det rytmiske, ornamentale og dekorative.