Symfoni nr. 3 er skrevet i fri tolvtoneteknikk som Valen tok i bruk fra og med fiolinkonserten fra 1940. Formmessig står imidlertid symfonien i en klassisk-romantisk tradisjon. Valen benytter klassiske satstyper som sonatesatsform og lied-form, og symfonien har i likhet med den klassisk-romantiske symfonien fire satser.