Năm 1942, ông bắt đầu con đường cách mạng cùng với nhà thơ Nguyễn Đình Thi. Sau Cách mạng tháng Tám, ông được phân phụ trách công tác tuyên truyền. Xuân Oanh là một trong hai người Việt Nam đầu tiên thực hiện bản tin tiếng Anh trên Đài Tiếng nói Việt Nam, làm Báo Cứu Quốc ở chiến khu Việt Bắc. Sau đó, ông công tác tại Ban Đối ngoại Trung ương Đảng, Liên hiệp các Tổ chức Hữu nghị và hòa bình…Ông đã được trao giải thưởng Nhà nước về Văn học nghệ thuật năm 2007, Huân chương Độc lập hạng ba năm 1998.

Trong sự nghiệp âm nhạc của mình, nhạc sĩ Xuân Oanh đã để lại trong lòng nhiều thế hệ người Việt Nam dấu ấn sâu sắc bằng các tác phẩm: "Quê hương anh bộ đội","Ca mừng chế độ ta tươi đẹp, "Hồ Chí Minh người là muôn ánh sao”, "Ngôi sao thế kỷ”, "Hà Nội ở Lâm Đồng", “Gọi thu”, “Bình minh trên đất nước không bao giờ tắt”, “Hãy kí tên” phỏng theo bài thơ “Trời sẽ trong xanh trở lại” của nhà thơ người Nhật Bản- Umeda Shyozi; hợp xướng “Quê hương”…

Nhắc tới nhạc sỹ Xuân Oanh, không ai có thể quên được ca khúc “19 tháng Tám” bất hủ của ông. Ca khúc ra đời vào đúng ngày 19/8/1945, giữa không khí sục sôi, tinh thần quật khởi của những người dân đứng lên giành độc lập và sau này đã trở thành một ca khúc sống mãi với thời gian.

Ca khúc “19 tháng Tám” năm nay đã tròn 65 tuổi, trong những năm tháng chiến tranh giành độc lập dân tộc, ca khúc này đã trở thành nguồn cổ vũ tinh thần mạnh mẽ với những người chiến sĩ khắp mọi miền đất nước. Mỗi năm, đến dịp cả nước tưng bừng kỷ niệm 19/8, ca khúc này lại vang lên trên khắp nẻo đường đất nước…

Xuân Oanh là người đa tài. Ông không chỉ giỏi về thơ, ca, nhạc, họa, mà còn thông thạo 7 ngoại ngữ. Có thể kể đến các tác phẩm: “Trần trụi giữa bầy sói”, “Hai số phận”, “Nửa đêm về sáng”, “Một lần chưa đủ”, “Vườn Thượng Hải”, “Phía sau tình yêu”...

Vở kịch “Hồn Trương Ba, da hàng thịt” của tác giả Lưu Quang Vũ mang sang biểu diễn ở Mỹ, cuốn “Ông cố vấn”, bản dịch tiếng Anh là của nhạc sỹ Xuân Oanh.