Один из современников сообщает о популярности сочинений композитора во время правления Екатерины II (1762–1796 гг.): «Великая государыня и император Павел Петрович любили слушать церковную музыку Давыдова и всегда милостиво поощряли сочинителя». Многие его духовные концерты («Вознесу Тя, Боже мой», «Исповемся Тебе, Господи», «Предстательство христиан», «Се ныне благословите Господа») близки по стилю к концертам Д.С. Бортнянского, в них также используются мажорные тональности (в миноре написана лишь молитва Богородице «Предстательство христиан»). Аккордово-гармоническая фактура у композитора явно преобладает над имитационным изложением (фугированная композиция встречается только в финале «Хвалите Господа с небес», дважды в финалах начальная тема излагается фугато – «Се ныне», «Господи, кто обитает в жилище Твоем»). В отличие от современников Артемия Лукьяновича Веделя (1767–1808 гг.) и Степана Аникиевича Дегтярёва (1766–1 813 гг.) Степан Иванович Давыдов в музыкальных формах концертов отдаёт предпочтение 3-частным, а не 4-частным композициям. Лирическая направленность тем в средних разделах его концертов близка к светлой лирике раннего Д.С. Бортнянского; иногда в медленных темах исследователи обнаруживают связь с городской народной песней. В концертах гимнического характера заметно влияние стиля Дж. Сарти – виртуозные юбиляции в солирующих голосах хора, фанфарные обороты инструментального типа (2-хорный концерт «Слава во вышних Богу», «Хвалите Господа с небес»), тональность D-dur (6 из 13 хоровых концертов написаны в этой тональности). Сборники духовно-музыкальных сочинений Степана Ивановича Давыдова издавались в 1879 г. Некоторые исследователи приписывают ему ряд концертов, автором которых он не является: «Гласом моим ко Господу воззвах», «Твое славим успение» (скорее всего, они сочинены Д.С. Бортнянским). Некоторые сочинения Степана Ивановича Давыдова упоминаются в различных источниках, но утеряны, например, песнопения для 2-хорной литургии «Аминь. Господи, помилуй», «Слава Отцу и Сыну» (2 варианта). В годы работы в Театральной школе С.И. Давыдов написал много сочинений для театра, среди которых – опера «Леста, днепровская русалка», а также балеты с хорами «Увенчанная благость», «Жертвоприношение благодарности» и др. В тот же период им были созданы кантата «Радость российских муз», гимн на закладку здания новой биржи в Санкт-Петербурге. В годы войны с Наполеоном (так же как Д.С. Бортнянский и Д.Н. Кашин) С.И. Давыдов сочинял патриотические песни с хорами («Песнь русских воинов в пределах Франции», «Песнь русским воинам на возвращение в Отечество»). В его творчестве начал развиваться новый для русского искусства жанр, в котором были синтезированы признаки оперы, балета и драмы, – дивертисмент с музыкой. Большинство его произведений в этом жанре посвящено теме народных гуляний, игрищ в Москве: «Семик, или Гулянья в Марьиной роще» (1815 г.), «Гулянье на Воробьёвых горах» (1815 г.), «Филатка с Федорою у качелей под Новинским» (1815 г.), «Первое мая, или Гулянье в Сокольниках» (1816 г.). Одним из первых он обрабатывал народные песни для хора («Где ты, сокол, птица быстрая», для соло с хором); исследователи полагают, что С.И. Давыдов – автор романса «Среди долины ровныя» на стихи Алексея Фёдоровича Мерзлякова.