阎立本亦秉承其家学，他尤其善长于绘画。他善画人物、车马、台阁，尤擅长于肖像画与历史人物画。他的绘画，线条刚劲有力，神采如生，色彩古雅沉着，笔触较顾恺之细致，人物神态刻画细致，其作品倍受当世推重，被时人列为"神品"。曾为唐太宗画《秦府十八学士》、《凌烟阁功臣二十四人图》，为当时称誉。他的作品有有《步辇图》、《古帝王图》、《职贡图》、《萧翼赚兰亭图》等传世。
阎立本在艺术上继承南北朝的优秀传统，认真切磋加以吸收和发展。从传为他的作品所显示的刚劲的铁线描，较之前朝具有丰富的表现力，古雅的设色沉着而又变化，人物的精神状态有着细致的刻画，都超过了南北朝和隋的水平，因而被誉为"丹青神化"而为"天下取则"，在绘画史上具有重要地位。
传为阎立本的作品保留到至今的有《历代帝王图卷》，就是古代画家企图表现性格特点的重要作品。
这一画卷共包含了十三个帝王的肖像:前汉昭文帝刘弗陵、汉光武帝刘秀、魏文帝曹丕、蜀主刘备、吴主孙权、晋武帝司马炎、陈文帝蒨、陈宣帝顼、陈废帝伯宗、陈后主叔宝、北周武帝宇文邕、隋文帝杨坚、隋炀帝杨广。其中前六人距阎立本时代较远，后七人则较近。陈叔宝及杨坚父子等人，阎立本都有可能亲自会见过，宇文邕虽是他的外祖父，因去世较早，恐未及见，但对他的了解可能是较真实具体的。
阎立本成功地刻画了帝王们的个人性格。画中不仅表现了画家对他们的了解，并且表现了画家对于他们的评价。据过去史书的记载，魏文帝曹丕是博闻强识，才艺兼备的。晋武帝司马炎是深沉、有度量，而完成了统一天下的事业。北周武帝宇文邕是粗野强梁，没有文化，然而是很有策略、很有能力的人，他从叔父手中夺回了政权，进一步统一了整个北方。隋文帝杨坚是一个有名的，表面上平和，而心中有计谋多猜忌的人。隋炀帝杨广，据史书上说是美姿容，很聪明，但又浮夸、空想、好享受。陈文帝陈衍也是美姿容，有学识才干，很干练。这一切都和阎立本的表现相符合。
