Первая опера Понкьелли – Обрученные (I рromessi sposi) была поставлена в Кремоне в 1856; вторая редакция оперы, появившаяся в 1872, имела большой успех при постановке в Милане, и в 1873 Понкьелли получил заказ на два балета – Близнецы (Le due gemelle) и Кларина (Clarina). Среди произведений композитора других жанров – кантата на перенос праха Доницетти в Бергамо (1875), гимн памяти Гарибальди (1882) и несколько духовных пьес. Однако в истории музыки Понкьелли остался прежде всего как автор опер, причем, хотя опер им написано девять, только одна из них, Джоконда (La gioconda), до сих пор остается в мировом репертуаре.

Джоконда была впервые поставлена в миланском театре «Ла Скала» 8 апреля 1876. Ныне опера исполняется во второй редакции, которая была сделана в декабре того же года. Либретто Джоконды появилось за подписью «Тобио Горриа» – это анаграмма композитора Арриго Бойто, автора оперы Мефистофель и либреттиста нескольких произведений Верди. Источник сюжета Джоконды – драма В.Гюго Анджело, тиран Падуанский. Действие происходит в Венеции 17 в., и все либретто выдержано в традиционном «высоком стиле», с любовью, ненавистью, убийством и т.д. Музыка Понкьелли к Джоконде была оценена современниками как неровная, а либретто подверглось критике за нереалистичность основных образов. С другой стороны, в Джоконде есть запоминающиеся темы, и в целом ее музыка убедительно передает глубокие человеческие чувства. В опере шесть крупных партий, причем заглавная считается одной из самых трудных сопрановых партий в мировом репертуаре. Наиболее популярные фрагменты оперы – «ария самоубийства» Джоконды в последнем действии и «Танец часов» (балетная сцена из третьего действия).

Хотя современники иногда сравнивали Понкьелли с Верди и Россини, он остался в истории преимущественно как автор одного произведения. Умер Понкьелли в Милане 16 января 1886.