Obwohl der Komponist über 100 Jahre alt wurde, ist sein Werkverzeichnis nicht allzu umfangreich, was vor allem in mehreren längeren Schaffenspausen begründet ist. Le Flem schrieb Opern (z. B. La magicienne de la mer und Aucassin et Nicolette), vier Sinfonien, das sinfonische Triptychon Für die Toten, eine Fantasie für Klavier und Orchester, ein Konzertstück für Violine und Orchester, kammermusikalische Werke, sowie einige Chöre und Lieder.
Paul Le Flem war zu Beginn seiner Karriere noch an der Spätromantik orientiert, besonders an seinem Lehrer d´Indy. Unter Einfluss Gabriel Faurés und Claude Debussys nahm er zunehmend impressionistische Elemente in seine Musik auf. In seinem Spätwerk (z. B. den Sinfonien 2–4) setzte er sich intensiv mit Mitteln der Bi- und Polytonalität auseinander. Auffällig an Le Flems Stil ist die Einbeziehung von melodischen Wendungen der Volksmusik seiner bretonischen Heimat, die den Kompositionen oft ein eigenartiges Kolorit verleiht.
Werke (Auswahl)
Orchestermusik
Sinfonie Nr. 1 A-Dur (1906/08)
Sinfonie Nr. 2 (1957/58)
Sinfonie Nr. 3 (1967)
Sinfonie Nr. 4 (1971/74)
Pour les Morts („Für die Toten“), Sinfonische Dichtung (1912/20)
