H. viste tidlig interesse for tegning og maling, men denne interessen vant liten forståelse i bygdemiljøet. I Hans Holmens Kunstsamling, Hedrum, er det bevart et stort materiale av aktmalerier. Disse bærer preg av at H. har bestrebet seg på å tilegne seg det syn på maleriet han møtte ved de forskjellige skolene, uten å forsøke og bidra med noe eget og originalt. I Tømmerfløtere (1907, Hans Holmens Kunstsamling) har H. arbeidet sammen figurene i en dramatisk komposisjon og forenklet natur og figurelementene. Koloritten er dominert av brunt og grønt. I dette og flere landskaper fra hjemtraktene merker man at vennen Nikolai Astrup har hatt betydning for H.s fargesyn og forenkling av formene. Ved siden av Nikolai Astrup var det Henrik Lund, Simon Thorbjørnsen og Harald Sohlberg som stod H. nær i de årene han arbeidet i Kristiania og København. Etter Paris-oppholdet i 1911 ble H.s koloritt lysere og formen mer impresjonistisk. Under sitt opphold i London fikk H. flere portrettoppdrag og malte altertavlen til den norske sjømannskirken i North Shields. Etter hjemkomsten fra London bosatte H. seg på farsgården i Hedrum. Han studerte folkelivet i hjembygda og laget illustrasjoner til tre bygdebøker av Lorens Berg. Arbeidene fra Italia-oppholdet i 1921 viser en spontan malerglede. Samme år flyttet han til Sandefjord. Han malte vesentlig hageinteriører, utsiktsbilder over Sandefjord og badebilder. I badebildene brukte han sterke kontraster mellom blått hav og solgule kropper og gav kroppene en skulptural utforming. Formatene var ofte store. H. nyttet i stor grad palettkniv og påførte malingen i tykke skikt.
H.s interesse for skulptur ble vakt i København ved møtet med Kai Nilsens granittskulpturer, og fra 1920-årene inntok arbeidet med skulptur stor plass i hans produksjon. Under oppholdet i London ble H. fengslet av assyrisk og egyptisk skulptur. Hans første skulptur, et portrettrelieff av foreldrene fra 1916, er utført i norsk hardstein. Han arbeidet direkte i steinen med selvlagde redskaper. Hensikten var å skape en røff overflate og kantet form. I monumentet over los Anders J. Jacobsen, kalt Ulabrand (1931, Ula), har H. funnet en særpreget løsning på problemet med å integrere sokkel og figur. Med en pyramideform som utgangspunkt er monumentet bygd opp av grovhugde kvaderstein. Linjene i sokkelen er ført over i figuren som er skilt fra sokkelen av en abstrakt båtform. Ulabrands hode er gjengitt i en forenklet realisme. I statuen av Myllarguten (1940, Nordagutu) sitter spillemannen over skrevs på en kampestein, plassert på en sokkel satt sammen av store grovhugde relieffer. På relieffene skildres sagnet om Margit Jukse som krones til bergkongens brud. Blant H.s portrettfremstillinger må fremheves bysten av Harald Sohlberg (1924, Røros) og en statue av Lorens Berg (1954, Gallisvannet i Kodal).