Selv om han selv ikke var medlem av Den frie Architektforening stod Holsøe i sine yngre år flere av foreningens medlemmer svært nær. Tilsvarende som medlemmene av denne foreningen arbeidet han med en forenklet og selvstendig videreføring av dansk byggetradisjon fra barokk og klassisisme. Som byarkitekt ble han leder av Danmarks største kollektive arkitekturvirksomhet og har sammen med de medarbeiderne han selv valgte preget Københavns og dermed dansk arkitektur, og bidraget til å gi denne dens preg av kultur hvilende på tradisjon, blandet med hensiktsmessig funksjonalisme. Holsøes største personlige innsats, og den som har betydd mest for byens ansikt, er hans store regulering av Søernes bredder.