Anh đã dành nhiều thời gian để ghi chép những tư liệu và tái tạo lại một Hà Nội thực với sự tưởng tượng của mình. Trong các tác phẩm của Thế Duy, người ta thường thấy sự ảnh hưởng trực tiếp của trường phái tả thực phương Tây, nhưng hoạ sĩ luôn ý thức về giá trị biểu cảm của bút pháp truyền thống, thể hiện nét đặc sắc Á Đông.