Среди композиций Хальворсена — три симфонии, из которых наиболее значительна Вторая, Fatum, ре минор (1924, вторая редакция 1928), музыка к 30 спектаклям, в том числе шекспировским «Как вам это понравится» (1912), «Много шума из ничего» (1915) и «Макбету» (1920). Хальворсен много занимался обработками норвежского музыкального фольклора — с тех пор как по предложению Грига впервые записал в 1901 г. от народного музыканта Кнута Дале ряд мелодий; этот опыт нашёл отражение в цикле Хальворсена «Норвежские народные песни и танцы» (норв. Norske Vise og Danse) и других сочинениях. Пользуется известностью небольшая пьеса Хальворсена «Марш бояр» (норв. Bojarenes inntogsmarsj), написанная под впечатлением от знакомства с историей Румынии после того, как Хальворсен получил приглашение преподавать в Бухаресте. Хальворсен осуществил также ряд транскрипций и переложений — в частности, оркестровал Похоронный марш Грига (эта оркестровая версия была исполнена на похоронах самого Грига согласно завещанию композитора). Наибольшей известностью пользуется по сей день сделанное Хальворсеном переложение для скрипки и альта знаменитой Пассакальи из Седьмой сюиты Генделя.
Сын Хальворсена, Стейн Григ Хальворсен (род. 1909) — известный норвежский театральный актёр.