早年向伯父恽向(明末山水画家)学画山水,取法元代王蒙、黄公望、倪瓒,并上溯董源、巨然。中年以后转为以画花卉禽虫为主。他从明代沈周、孙隆等人的作品中吸取创作经验,再参考画史文献资料,创造“仿北宋徐崇嗣”的没骨花卉画法。特点是以潇洒秀逸的用笔直接点蘸颜色敷染成画,讲究形似,但又不以形似为满足,有文人画的情调、韵味。其山水画亦有很高成就,以神韵、情趣取胜,与“四王”、吴历并称“清初六大家”。他又善诗文和书法,诗被誉为“毗陵六逸之冠”。书法主要学褚遂良,被称为“恽体”。其父恽日初诗文杰出,为“复社”中人。
恽寿平是清朝初期最享盛名的花鸟画家。其画作多写生,人称“写生正派”;更以徐崇嗣为宗,兼取各家之长,极大的发展了没骨画。所画花卉,很少勾勒,以水墨着色渲染,用笔含蓄,画法工整,明丽简洁,天趣盎然。恽寿平的艺术创作,有自己独创的艺术见解,他在《南田画跋》宣称:“俗人论画,皆以设色为易,岂不知渲染极难”。