Als Komponist stets auf der Suche nach neuen klanglichen Horizonten bedient Escaich dabei die unterschiedlichsten Genres und Besetzungen. Sein Œuvre umfaßt derzeit etwa 100 Werke, die das breite Publikum durch ihren glühenden Lyrismus und ihren unerbittlichen Rhythmus verzaubern. Dabei lehnt der sich selbst in einer Linie mit Franck, Messiaen oder Dutilleux betrachtende Komponist Einflüsse aus populärer Musik oder sakrale Inspiration keineswegs ab. Die Musik Escaichs zeugt vor allem von einem klaren Sinn für formale Architektur. Sie taucht ihre Zuhörer mitten in das Herz von Überlagerungen unerhörter Klangwelten.
Sein sehr persönlicher Stil erscheint dabei ebenso gut in der Intimität von Kammermusik wie in seinen weitläufigen Fresken wie beispielsweise der Chaconne für Orchester, dem Oratorium „Le Dernier Évangile” oder dem Doppelkonzert für Violine und Violoncello „Miroir d’ombres”.
2010 komponierte Thierry Escaich ein Ballett für das New York City Ballet. Seine erste Oper „Claude” auf ein Libretto von Robert Badinter nach dem Roman „Claude Gueux” von Victor Hugo wurde im März 2013 an der Opéra National de Lyon uraufgeführt und erntete höchstes Lob der Kritik. Zu seinen neuesten Werken zählen ein Cellokonzert für Emmanuelle Bertrand, ein Orchesterkonzert für das Orchestre de Paris (anläßlich der Einweihungen der neuen Pariser Philharmonie) und ein Doppelkonzert für Lisa Batiashvili und François Leleux, ein Co-Auftrag des NDR Sinfonieorchesters Hamburg und der New York Philharmonic.
Thierry Escaich hat auch viel für sein eigenes Instrument geschrieben: Solowerke, Kammermusik, zwei Konzerte, La Barque solaire, Poème symphonique für Orgel und Orchester. Sein erstes Orgelkonzert wurde unter anderem vom Philadelphia Orchestra und dem Orchestre National de Lyon aufgeführt. Das Klassikmagazin Gramophone bezeichnete es als ein absolutes Muß innerhalb des Repertoires für Orgel.
Mittlerweile gehören seine Werke zum Stammrepertoire namhafter Klangkörper und Künstler, sowohl in Europa als auch in den USA. Hierzu gehören Stars wie Lisa Batiashvili und François Leleux, Valery Gergiev, Lothar Zagrosek, Renaud und Gautier Capuçon, Paul Meyer, John Mark Ainsley oder das Quatuor Voce.
Thierry Escaich war composer in residence des Orchestre National de Lyon, des Orchestre National de Lille und des Orchestre de chambre de Paris. Seine Werke wurden bereits drei mal bei den Victoires de la musique ausgezeichnet (2003, 2006 und 2011). Seit 1992 unterrichtet er Improvisation und Komposition am Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse in Paris, wo er selbst dereinst acht Erste Preise erlangte. 2013 wurde er in die Akademie der Schönen Künste des Institut de France berufen.
Seine Karriere als Komponist ist eng verbunden mit derjenigen des Organisten, was bereits für Maurice Duruflé galt, den er im Amt des Titularorganisten von Saint-Étienne-du-Mont in Paris beerbt hat. Er gilt heute als einer der wichtigsten Vertreter der großen französischen Improvisationstradition. Seine Konzerte, in denen er eigene Werke mit Standardrepertoire und Improvisation kombiniert, führten ihn in die ganze Welt.
Escaich begeistert sich auch für das Kino. Man kann ihn daher gelegentlich als Stummfilm begleitenden Pianisten oder Organisten erleben (z.B. Phantom der Oper oder Metropolis).
Die unterschiedlichen Facetten seiner Kunst spiegeln sich in einer umfangreichen Diskographie, die zahlreiche Auszeichnungen erhielt und vor allem bei den Labels Accord/Universal und Indésens erschien; seine CD „Les Nuits hallucinées” (2011), die seine Residenz beim Orchestre National de Lyon krönte, hat die höchsten Auszeichnungen erhalten, darunter den „Choc de l’année” der Zeitschrift Classica. Kürzlich wurde die Uraufführung seiner Oper „Claude” am Opernhaus in Lyon auf DVD publiziert.