På initiativ fra Edvard Grieg nedtegnet Halvorsen en rekke slåtter i 1901 etter spelemannen Knut Dale fra Telemark. Grieg bearbeidet siden slåttene for piano i sitt berømte opus 72. Halvorsen fremhevet gjerne Edvard Grieg og Johan Svendsen som sine største musikalske forbilder. I sin instrumentering er han tydelig influert av sistnevnte. Hans best kjente komposisjoner er , og . Hans arrangement av Georg Friedrich Händels for fiolin og bratsj er hyppig fremført over hele verden.