Werenskiold malte bilder fra norsk bondeliv, modellerte portretter og lagde flere relieffarbeider, blant annet til bronsedørene i Oslo domkirke i 1937 med motiver fra Bergprekenen, og malte trerelieffer til borggården foran Oslo rådhus i 1950 med figurer fra norrøn mytologi. Han lagde også utsmykninger ved St. Olaf College i Northfield i Minnesota i USA i 1958 og altertavler til Hornindal kirke i 1930 og Sandefjord kirke i 1963. Han illustrerte dessuten flere bøker, blant annet Asbjørnsen og Moes samling av folkeeventyr, Ingeborg Refling Hagens fra 1937 og Nordahl Rolfsens lesebok fra 1939. Han deltok også på en lang rekke store utstillinger i Norge og utlandet.