Năm 1942, Văn Cao đăng ký học lớp dự thính, học cơ bản được một năm ở trường Cao đẳng Mỹ thuật Đông Dương. Một năm sau, ông bày tranh triển lãm. Năm 20 tuổi, Văn Cao có một sê-ri tranh mới lạ với Cô gái dậy thì, Sám hối, Nửa đêm,… với phong cách lập thể. Ông được biết đến như một họa sĩ tiên phong ở phong cách này.
Trong kháng chiến chống Pháp, ông minh họa báo, vẽ tranh. Bức Cổng làng như mở đường cho một thể nghiệm mới trong hội họa. Ông có nhiều bức minh họa ấn tượng cho các tờ báo văn hóa văn nghệ. Sau khi hòa bình lập lại (1954-1955), Văn Cao tiếp tục nhận thêm việc liên quan đến mỹ thuật, làm trang trí sân khấu để kiếm đồng ra đồng vào nuôi vợ con, với khoảng 300 tác phẩm.
Trong ký ức của con trai thứ là họa sĩ Nghiêm Thành, những khi Văn Cao vẽ bìa sách, minh họa, ông đặt nằm cái ghế gỗ lên giường và kê lên tấm bảng gỗ thành cái bàn làm việc. Hình ảnh ông ngồi xổm còng tấm lưng gầy, lúi húi mải miết vẽ luôn hằn trong ký ức của con trai. Nhà sưu tầm Nguyễn Bình Phương từng nói “chưa ai công nhận Văn Cao là họa sĩ, nhưng ông là người xây dựng nên lĩnh vực minh họa sách ở Việt Nam”.
Nét riêng trong minh họa của Văn Cao ở chỗ, hầu hết đều ký tên kèm năm vẽ. Tuy nhiên, có sự biến chuyển trong các chữ ký hội họa của ông. Năm 1945, Văn Cao ký chữ Văn 1945. Đến năm 1946 ông lại ký chữ Cao 1946 rồi Văn Cao 1946. Từ thập niên 1950 trở đi, ông ký ổn định chữ Văn kèm năm sáng tác. Nhờ chữ ký hội họa này mà mọi người đều gọi ông là Văn.
Những bức vẽ qua ngòi bút Văn Cao như có thần. Đôi khi chỉ bằng vài nét đã có thể gợi lên cái hồn của cảnh vật hoặc tâm tư của con người. Văn Cao vẽ trên nhiều chất liệu, nhưng sơn dầu là chính. Nhà văn Đỗ Chu cho biết: “Văn Cao vẽ đến đâu người ta đến rước đến đấy… Có bức còn bày trong bảo tàng Mỹ thuật, có bức trong nhà ai đó quanh Hà Nội và có bức đã bay ra nước ngoài. Chỉ trừ có một bức ông vẽ bà Nghiêm Thúy Băng (vợ ông) mặc áo dài tím cánh sen rất nhã là ông không bán mặc dù rất nhiều người nài nỉ đòi mua”.
Họa sĩ Văn Thao - con trai cả của Văn Cao - cho biết, cha ông từng nói, sau này có điều kiện sẽ chọn một số bức để hoàn thiện. “Các tác phẩm minh họa được cụ coi là nửa bức tranh, cho nên đều ký tên Văn, tức là một nửa cái tên của mình”. Sau này những minh họa của nhạc sĩ trên báo Văn nghệ và nhiều tờ báo khác đã được giới nghệ thuật đánh giá rất cao.
Mở hướng thẩm mỹ mới
Tất cả các nhạc phẩm xuất bản sau năm 1945, Văn Cao đều tự trình bày với nét vẽ của họa pháp lập thể. Tuy nhiên, hy vọng về cuộc sống bằng hội họa tại Hà Nội không thực hiện được, ông buộc phải tìm hướng đi khác. Năm 1949, Văn Cao bày tranh chung với Tạ Tỵ ở một triển lãm hội họa gần chợ Đại (Thái Nguyên), xu hướng thiên về lập thể. Năm 1951, tại Triển lãm mỹ thuật lần thứ 3 được tổ chức ở Chiêm Hóa (Tuyên Quang), Văn Cao bày tranh, tỏ ra là một tác giả có trình độ nghề nghiệp vững vàng, sử dụng sơn dầu thành thạo.
“Văn Cao vẽ tranh không nhiều, chỉ khoảng hai chục bức tranh sáng tác bằng chất liệu sơn dầu, cũng từng ấy tranh chân dung. Ông hầu như không vẽ tranh phong cảnh hay tĩnh vật. Văn Cao yêu thích ngựa, mảng đề tài ngựa và đề tài những người dân tộc xuất hiện nhiều trong các tranh: Ngựa, Người Mông dắt ngựa, Người Mông uống rượu...”, hoạ sĩ Nghiêm Thành kể về phong cách hội họa của cha.
Đề tài thiếu nữ cũng được Văn Cao yêu thích và dù có mẫu hay không có mẫu vẫn thấp thoáng trong tranh khuôn mặt vợ, con gái trẻ trung xinh đẹp. Văn Cao có lối vẽ đơn giản (nhưng không đi vào sơ lược), bố cục chặt chẽ, cách xử lý không gian cạn, mảng hình và nét kỷ hà, sử dụng nét viền hình chắc, biểu cảm, có lúc nét buông chìm vào trong tối. Tranh Văn Cao dùng màu sắc sảo khí chất tao nhã, lịch lãm. Có thể do khó khăn về vật liệu nên ông nghĩ nhiều trước.
“Khi vẽ, nghĩ chín rồi ông vẽ mau, ít tẩy xóa. Văn Cao thường không miêu tả chi tiết, tự hình thể, màu sắc đã biểu hiện nội dung của tác phẩm. Những bức tranh đáng chú ý và tiêu biểu cho từng giai đoạn tìm tòi thể nghiệm, như: Người đàn bà dài vú nuôi con (1955), Cá (1962), Những người leo cột (1989)”, họa sĩ Nghiêm Thành nói. Con trai thứ bộc bạch, tuy gia tài hội họa của Văn Cao nghèo hơn so với âm nhạc và thơ ca nhưng nhạc sĩ tài hoa cũng đóng góp nhiều cho hội họa và nhất là mảng đồ họa. Gần nửa thế kỷ vẽ tranh, Văn Cao đã mở ra cái nhìn mới mẻ và tạo nên dấu ấn cho nền mỹ thuật hiện đại Việt Nam.
TS. KTS Phan Đăng Sơn nhận định, Văn Cao tuy là người chỉ ghé dạo chơi qua ngôi nhà của hội họa, nhưng đã để lại tiếng thơm với bóng hình lưu luyến mến thương, pha lẫn ngạc nhiên của những người chủ nhà. “Từ việc sử dụng cọ màu, mà sự sắc sảo mặn nồng của ông cũng chuyên nghiệp không khác gì các họa sĩ chuyên nghiệp”, TS. Phan Đăng Sơn nói.
Tác phẩm hội họa của Văn Cao hiện diện ngày nay còn lại không nhiều. Nhưng chúng ta có thể thấy vị trí của ông trong hội họa qua lời “phê bình” của những nhà phê bình mỹ thuật tầm cỡ như Thái Bá Vân, hay họa sĩ Tạ Tỵ với đúc kết: “Văn Cao có rất nhiều họa phẩm giá trị, có giá trị nghệ thuật độc đáo”, “vào những năm 60 (thế kỷ 20) Văn Cao đã mở ra hướng thẩm mỹ mới cho minh họa và đồ họa...”.