Сухомлинский создал оригинальную педагогическую систему, основывающуюся на принципах гуманизма, на признании личности ребёнка высшей ценностью, на которую должны быть ориентированы процессы воспитания и образования, творческая деятельность сплоченного коллектива педагогов-единомышленников и учащихся. Коммунистическое воспитание Сухомлинский понимал как формирование «мыслящих личностей», а не послушных исполнителей партийных команд.
Сухомлинский строил процесс обучения как радостный труд; большое внимание он уделял формированию мировоззрения учащихся; важная роль в обучении отводилась слову учителя, художественному стилю изложения, сочинению вместе с детьми сказок, художественных произведений.
Сухомлинский разработал комплексную эстетическую программу «воспитания красотой». Его система противостояла авторитарному воспитанию и критиковалась официальными педагогическими кругами за «абстрактный гуманизм».
В целостном виде взгляды Сухомлинского представлены в «Этюдах о коммунистическом воспитании» (1967) и других произведениях. Его идеи воплощены в практике многих школ. Были созданы Международная ассоциация В. А. Сухомлинского и Международное объединение исследователей Сухомлинского, педагогический музей Сухомлинского в Павлышской школе (1975).
Сухомлинский — автор около 30 книг и свыше 500 статей, посвящённых воспитанию и обучению молодёжи. Книга его жизни — «Сердце отдаю детям» (Государственной премии УССР — 1974, посмертно). Его жизнь — воспитание детей, личности. В условиях жёстокого атеизма, тоталитарной системы и политической ксенофобии он воспитывал в детях чувство достоинства, воспитывал гражданина.