Najgłośniejszym jego dziełem są freski w Santa Anunziata we Florencji (1504-1511) na temat życia św. Filipa oraz we florenckim Chiostro dello Scalzo (1511-1526) na temat życia św. Jana Chrzciciela utrzymane w monochromatycznej gamie brązów. Jest również wybitnym portrecistą (Portret rzeźbiarza).
W obrazach sztalugowych del Sarto często odchodzi od spokoju i zrównoważenia renesansu. Pozornie statyczna, symetrycznie skomponowana Madonna z harpiami jest wypełniona ruchem, skrętami ciał, wyszukanymi, nienaturalnymi pozami i gestami. Te manieryczne tendencje będą się z czasem pogłębiać, co można zauważyć w Ofiarowaniu Izaaka.
Wybrane dzieła Zwiastowanie – 1512, olej na desce, 185×174,5 cm, Pałac Pitti Zaślubiny św. Katarzyny z Aleksandrii – ok. 1512-1513, olej na płótnie, 167×122, Gemäldegalerie w Dreźnie Narodziny Maryi – 1514, fresk, 410×340 cm, Santissima Annunziata we Florencji Madonna z harpiami – 1517, tempera na desce, 207×178 cm, Galeria Uffizi Dysputa o Trójcy Świętej – ok. 1517, olej na desce, 215×175 cm, Galeria Palatyńska Pietà z Luco – ok. 1523, olej na desce, 238,5 ×198,5 cm, Pałac Pitti Madonna del Sacco – 1525, fresk, 191×403 cm, Santissima Annunziata we Florencji Odpoczynek Świętej Rodziny – 1525, w klasztorze Santa Annunziana Ostatnia Wieczerza – 1526-1527, w klasztorze San Salvi.