Thực hành của Lê Quốc Lộc gắn liền nổi trội với tranh sơn mài. Ông kết hợp vàng quỳ, lá bạc, vỏ trứng, son và then trong những lớp chồng xử lý công phu, tạo chiều sâu không gian và cảm giác chuyển động trên bề mặt tranh, để đưa sơn mài ra khỏi phạm vi trang trí truyền thống để trở thành phương tiện biểu đạt cảm xúc. 

Về đề tài, ông xây dựng một thế giới thị giác nhất quán xoay quanh phong cảnh nông thôn Bắc Bộ, đời sống lao động và lễ hội truyền thống, song song với hiện thực kháng chiến sau năm 1945. Lê Quốc Lộc với ngôn ngữ hội họa của mình, kết hợp hài hòa giữa cảm thức truyền thống Á Đông và nét hiện đại từ Tây phương, đã tạo nên những tuyệt tác sơn mài mang đậm tinh thần bình dị của làng quê Việt.

Các tác phẩm tiêu biểu gồm Hội chùa (1939), Paysage de Phnom Penh (1943), Phong cảnh Bắc Bộ (c.1944), Qua bản cũ (1957), Tiêu thổ kháng chiến (1958), Giữ lấy hòa bình (1960), Qua dốc miếu (1974), Từ trong bóng tối (1982). Giai đoạn 1957-1962, được xem là thời kỳ sung mãn của hội họa sơn mài Việt Nam và Lê Quốc Lộc là một trong những tiếng nói trung tâm.

Tủ sơn mài của Lê Quốc Lộc (trước khi vào khung) khắc họa chính hình dung đã được lý tưởng và mã hóa về phong cảnh nông thôn Bắc Bộ (nguồn ảnh: Marc Labarbe, Toulouse).

Sau năm 1945, ông lần lượt đảm nhiệm nhiều vị trí quan trọng trong các cơ quan văn hóa và mỹ thuật của Việt Nam, trong đó có Trưởng ngành Họa thuộc Sở Tuyên truyền Liên khu III (1947–1954) và Phó Hiệu trưởng Trường Quốc gia Trang trí Mỹ thuật Gia Định (1959-1967). Ông là hội viên Hội Mỹ thuật Việt Nam từ năm 1957 và được truy tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về Văn học Nghệ thuật vào năm 2000. Ông qua đời tại Hà Nội ngày 8 tháng 5 năm 1987.