В ранней живописи мастера проступают черты символизма и модерна (У балкона. Испанки Леонора и Ампара; Северная идиллия; обе работы 1886, Третьяковская галерея). С годами в его искусстве возобладали красочные импровизации, динамически-подвижная, чувственная игра мазков, в равной мере характерная для пейзажей (северные, парижские, среднерусские, крымские мотивы), натюрмортов (типичные коровинские «розы») и портретов (Ф.И.Шаляпин, 1911, Русский музей, Петербург). Органическое чувство мира как красочного спектакля нашло выражение в его оформительских проектах (павильоны на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде, 1896, Всемирной выставке в Париже, 1900) и театральных работах (для Мариинского и Александринского театров в Петербурге, Большого театра в Москве; 1901–1911). Зарекомендовал себя также как выдающийся педагог (в 1901–1919 преподавал в Училище живописи, ваяния и зодчества и в Свободных художественных мастерских).

Выехав в 1923 за границу, поселился в Париже. Активно работал как живописец и сценограф. В эмиграции расцвел его талант писателя-мемуариста (обычно печатался в газете «Возрождение»).

Умер Коровин в Париже 11 сентября 1939.