Sus pinturas reflejan una gran diversidad de influencias. Por lo general, representan paisajes de su país con una vegetación y fauna de vívidos colores, de formas geométricas y planas influenciadas por el cubismo francés. Al igual que otros artistas brasileños de su época, estaba interesada en los orígenes africanos de su cultura y solía incorporar elementos afro-brasileños a su obra. A finales de la década de 1920 comenzó a pintar una serie de paisajes brasileños de corte onírico influenciados por el surrealismo francés, con el que había entrado en contacto a través de sus frecuentes viajes a París durante esos años.

Tras un viaje a Moscú en 1931, incorporó aspectos del realismo socialista, estilo artístico oficial aprobado por el gobierno soviético en el que se representaba a obreros y campesinos en posturas monumentales y heroicas. Sin embargo, pronto retornó a sus temas iniciales, pintando cuadros surrealistas de figuras alargadas y utilizando las brillantes tonalidades rosas y naranjas de la tierra brasileña. Su estilo se distingue por la aplicación libre del color como en su ejecución nerviosa y aparentemente espontánea. Al llegar a territorio brasileño, el color local se suma a ese equilibrio de elementos plásticos, y su inspiración fue centrada en las ciudades del interior de Minas para crear el clima poético-mágico que desarrollará en sus pinturas. Tarsila sintetiza los elemento oriundos de la aguda observación y la intimidad del paisaje y la estructura parisiense, con leves rastros de surrealismo.