Tønnesen utførte arbeider både i bronse og marmor. Noen av arbeidene er portretter i full størrelse, men det er portrettbystene og -relieffene som utgjør den største delen av hennes kunstneriske produksjon. Portrettene kjennetegnes av naturalistisk stil der det er lagt stor vekt på portrettlikhet. Arbeidene i marmor er for det meste hugget av Tønnesen selv. I 1903/1904 fikk Tønnesen bestilling på byster av Anna Børs og Christian Børs, begge utført i marmor. I 1902 utførte hun en stor bronsefigur av I.C. Dahl til Vestlandske Kunstindustrimuseum og i 1904 en helfigur i bronse av Ole Bull, i dag oppstilt i Den Nationale Scene i Bergen. Tønnesen regnet selv statuen av I.C. Dahl som sitt hovedverk. Verket regnes som det første offentlige monument i Norge utført av en kvinne.