Allgemein als Leitfigur seiner Komponistengeneration anerkannt, hinterließ Senfl der Nachwelt ein enormes Œuvre, das sämtliche zeitgenössische Gattungen umfasst: sechs sicher zuzuweisende Messen, ca. 120 erhaltene Proprienzyklen (mit mehr als 280 Einzelkompositionen), 110 erhaltene Motetten (inkl. acht Kanons), acht Magnificatvertonungen, etwa 250 sicher zuzuweisende deutsche Lieder, sowie lateinische Oden. Nur wenige dieser Werke können bislang zeitlich genauer eingeordnet oder datiert werden, da sie in Handschriften enthalten sind, die auf eine Entstehung in einer frühen Lebensphase Senfl hindeuten (wie einige Kompositionen in der Handschrift Staats- und Stadtbibliothek Augsburg Ms. 142a), ihre Entstehung über Briefzeugnisse datiert werden kann (z. B. Sancte pater, divumque decus / Sancte Gregori, confessor) oder sie mit historischen Ereignissen in Verbindung stehen (wie Missa L’homme arme und Ecce quam bonum).
Nicht zuletzt in der Einzigartigkeit seiner großteils vierstimmigen deutschen Lieder im Hinblick auf Anzahl und musikalischen Satzbau liegt der Grund für die hohe Wertschätzung, die Senfl bereits von den Zeitgenossen zukam. Die Texte der Lieder thematisieren neben religiösen Fragen auch die zeitgenössische Lebenswelt (Tanz-, Trink-, Spottlieder), insbesondere aber die verschiedenen Formen der Liebe. Bezüge zu Senfls Leben werden nur in Ausnahmefällen fassbar, etwa in dem autobiographischen Lied Lust hab’ ich g’habt zur Musica (mit Akrostichon „Ludwig Sennfl“).
Eine weitere zentrale Rolle im Werk Senfls nehmen die Vertonungen zum Proprium Missae ein, die er in Anlehnung an die Werkkonzeptionen Isaacs in München fortführte. Das durch Senfl nach München verbrachte Proprienrepertoire Isaacs wurde teilweise überarbeitet, neu kopiert, geordnet und von Senfl mit zahlreichen Sätzen ergänzt. Einen wichtigen Beitrag stellt hier das aus vier Chorbüchern bestehende Opus Musicum dar (Bayerische Staatsbibliothek München, Mus.ms. 35–38). In den 1531 fertig gestellten Handschriften vereinte Senfl sowohl eigene Proprienvertonungen als auch Sätze seines Lehrers aus unterschiedlichen Schaffensperioden zu einem mehrstimmigen Graduale für das gesamte Kirchenjahr. Sie spiegeln in ihrer neuen Ordnung die liturgische Praxis am Münchner Hof wider.
Einen dritten umfangreichen Werkkomplex stellen die bislang noch kaum edierten und erforschten Motetten dar. In den nach 1520 überlieferten Werken lässt sich eine intensive Auseinandersetzung mit den Kompositionen Josquin Desprez’ feststellen (Bayerische Staatsbibliothek München, Mus.ms. 10 und 12), die sich auch in der Werkauswahl des Liber selectarum cantionum niederschlägt. Senfl nimmt durch das Aufgreifen von Melodielinien und Satzprinzipien direkt auf Josquin Bezug und führt die von diesem etablierte Idee der Psalmmotette weiter.
Welche Faszination satztechnische Herausforderungen für Senfl bedeuteten, zeigt sich in sämtlichen Werkgattungen und insbesondere in den größer besetzten Werken, v.a. in kontrapunktisch anspruchsvollen Aufgaben (Kombination mehrerer Cantus firmi) oder in der häufigen Verwendung von Kanons (Rätselkanons: Salve sancta parens, Crux fidelis – Ecce lignum crucis – O crux ave spes unica). Senfls Edition von Werken Josquin Desprez’ hat wesentlich zu der nachhaltigen Josquin-Rezeption im deutschsprachigen Raum beigetragen. Durch seine Musik hat Senfl selbst das musikalische Leben seiner Zeit maßgeblich beeinflusst; sie wurde noch Jahrzehnte nach seinem Tod aufgeführt und für Lehr- und Studienzwecke verwendet.