李公麟善画人物，尤工画马，苏轼称赞他：“龙眠胸中有千驷，不惟画肉兼画骨”。《五马图》为其代表作。画中五匹大马，由五个人牵引，神采焕发，顾盼惊人。用笔简练，马的一举一动，极其细致生动地表现出骏马运动和性情的特征。他还发展了“白描”画法，创造出“扫支粉黛、淡毫清墨”，“不施丹青，而光彩动人”。他的作品，保存下来的不多。除《五马图》外，尚有《临韦偃牧放图》《免胄图》《维摩居士像》《十六小马图》《龙眠山庄图》《洛神赋图》《草堂图》《莲社图》《明皇演乐图》《农节图》《西园雅集图》《明皇醉归图》《维摩演教图》《汴桥会盟图》《白描罗汉图》《海会图》《百马图》等。 [1]
李公麟画了一幅六七个汉子围在桌旁赌博的《贤己图》，图中人物栩栩如生，其中有一个人伏在桌上，眼盯盆内的骰子，张嘴急呼，这时骰子转到“六”的位置上。
《五马图》为其传世佳作，纸本墨笔，纵29.3厘米，横225厘米，无名款。图以白描的手法画了五匹西域进贡给北宋朝廷的骏马，各由一名奚官牵引。每匹马后有宋黄庭坚题字，谓马之年龄、进贡时间、马名、收于何厩等，并跋称为李伯时（公麟）所作。五匹马各具美名，令人遐想，依次为：凤头骢、锦膊骢、好头赤、照夜白、满川花，而五位奚官则前三人为西域装束，后两人为汉人。五匹马体格健壮，虽毛色不一，姿态各异，但显得驯养有素，极其温顺。五个奚官则因身份不同，或骄横，或气盛，或谨慎，或老成，举手投足，无不恰如其分。
李龙眠画罗汉渡江，凡十有八人。一角漫灭，存十五人有半，及童子三人。一人值纸坏，仅见腰足。一人戴笠携杖，衣袂翩然，若将渡而无意者。一人凝立远望，开口自语。一人跽左足，蹲右足，以手捧膝作缠结状；双屦脱置足旁，回顾微哂。一人坐岸上，以手踞地，伸足入水，如测浅深者。
方渡者九人：一人以手揭衣，一人左手策杖，目皆下视，口呿不合。一人脱衣，双手捧之，而承以首。一人前其杖，回首视捧衣者。两童子首发鬅鬙，共舁一人以渡。所舁者，长眉覆颊，而怪伟如秋潭老蛟。一人仰面视长眉者。一人貌亦老苍，伛偻策杖，去岸无几，若幸其将至者。一人附童子背，童子瞪目闭口，以手反负之，若重不能胜者。一人貌老过於伛偻者，右足登岸，左足在水，若起未能。而已渡者一人，捉其右臂，作势起之。老者努其喙，缬纹皆见。 [1]
又一人已渡者，双足尚跣，出其屦将纳之，而仰视石壁，以一指探鼻孔，轩渠自得。
按：罗汉於佛氏为得道之称，後世所传高僧，犹云“锡飞”、“杯渡”。而为渡江，艰辛乃尔，殊可怪也。推画者之意，岂以佛氏之作止语默，皆与人同，而世之学佛者，徒求卓诡变幻、可喜可愕之迹，故为此图，以警发之与？昔人谓太清楼所藏吕真人画像，俨若孔、老，与他画师作轻扬状者不同，当即此意。
至于未渡的五个罗汉（其中一个，因纸坏仅见腰足），也极力描写他们各自不同的神态：一个是临渡而无意，一个是逡巡而观望，一个写出他决心初下的愉悦神情，一个描写入水将渡前的审慎心理。对这一组人物的刻意描写，也是为了衬托渡江的艰难。
已渡者怡然自得的神态，实际上也是对渡江艰难的一种反衬。作者对於李龙眠画作“在心不在相”，著重人物内在精神的刻画，可谓深得其旨。
李公麟对于古代的美术修养极深。对古器物和古文字具有知识，曾摹绘古代的铜器并加以考订，他参加了整理皇家收藏的古器物的工作。他的父亲李虚一收藏古代画迹很多，他都进行临摹，并且也临摹了很多他人收藏的名迹。他保存了很多自己临摹前代名画的副本。
他的绘画才能，首先表现在他的题材的多样性上。他擅长鞍马、佛像、人物和山水。他在临摹古人名迹中掌握了绘画技法，而越出古人的技法。
李公麟擅长画马和人物。他画的人物，据说能够从外貌上区别出“廊庙馆阁、山林草野、闾阎臧获、台舆皂隶”等社会各阶层人的特点，并能分别出地域和种族的具体特点，及动作表情的各种具体状态。他的艺术创造有生活现实性为基础，所以他敢于追求新的表现。他敢于突破前人的定式，画长带观音，飘带长过一身有半，还画过石上卧观音，这些都是他创造的新式样。他的创造性还表现在他对题材的理解上，他画“观自在观音”，不是按照一般流行的坐相，他说“自在在心，不在相”，不必限制于某一固定的坐相，而是另创一种他认为能表现出心情自在的坐相。他画陶潜的“归去来辞”一诗把表现的重点放在正在思维中的神态上，不在一般化的描写田园松菊等自然风物，而注重描绘“临清流处”——发人深思的流水。
李公麟画汉代的将军李广夺了胡人的马逃回来，在马上引弓瞄准追骑，箭锋所指，人马就应弦而倒。李公麟自己说，如果是旁人画就要画箭射中追骑了。可见李公麟很了解艺术的真实有别于生活的真实，表面上好象不合理，而能产生更强烈的艺术力量。
李公麟半身像在中国绘画技法中，线描是最有特色的技法之一，而纯用线条和浓淡墨色描绘实物的白描画法，可以说是线描技法发展的最高、最纯的阶段。而李公麟正是在这艺术浪尖上的弄潮儿，他使白描技法成为后人学画所遵从的样板典范，“犹如群龙之首”千百年来代代相传。
他好古博学，善鉴定。不仅能画人物鞍马、神仙佛道，也能画山水花鸟。他对传统绘画作过大量的临摹，同时重视写生，敢于独创。他的人物能从外貌上区别出身份、地域和性格特点。在画法上，他以白描著称。这种善用线描，多不设色的白描，造型准确，神态生动，这样就把传统的线描造型方法推进到一个新的水准。对其后代人物画影响很大。 [1]
李公麟李公麟和苏轼、黄庭坚、米芾等人同是驸马王诜家的座上客。他们在王诜家里的聚会曾被纪录在李公麟画的《西园雅集图》（现存各种摹本）中，米芾也为此写了一篇文章。他们十几个人在王诜家的花园中饮酒、作诗、写字画画、谈禅、论道等等。这是他们交游的第一个时期，是在苏轼被黜，离开汴梁去杭州作官以前。
元丰二年（公元一○七九年）苏轼因作诗遭祸，陷入险境，王诜也被株连，据说李公麟在街上遇见苏家人，就以扇遮面，因而受到人们的讥笑。李公麟和苏轼等人第二次交游是在哲宗元祐年间，那时王安石已经去世，正是旧党短期得势，而苏轼又恢复了自己的政治地位的时候，李公麟又画了第二幅《西园雅集图》。苏轼和黄庭坚的诗集中载多首赠诗和称赞他作品的诗。 [1]
《宣和画谱》第七卷在评论他的作品时赞曰：“（龙眠）尤工人物，能分别状貌，使人望而知其为廊庙、馆阁、山林、草野、闾阎、臧荻、占舆、皂隶。至于动作态度、颦伸俯仰、大小善恶、与夫东西南北之人才分点画、尊卑贵贱、咸有区别，非若世俗画工混为一律。贵贱研丑止以肥红瘦黑分之。大抵公麟以立意为先，布置缘饰为次，其成染精致，俗工或可学焉，至率略简易处，则终不近也。”苏东坡称“其神与万物交，智与百工通”。清初大家孙承泽评李公麟：“自龙眠而后未有其匹，恐前世顾（恺之）、陆（探微）诸人亦所未及也。”而邓椿在他的《画继》里说：“吴道玄画今古一人而已，以予观之，伯时既出，道玄（吴道子）讵容独步。”因此，李公麟笔下“扫去粉黛、淡毫轻墨、高雅超逸的白描画，被后人称为”天下绝艺矣”。
