Forfatterskabet begyndte med de to bind sære og ufarlige historier og fortsatte med essaybogen Digtere og dæmoner (1959), hvis litterære analyser - bl.a. af de danske folkeviser - inspirerede en hel generation af studerende.
Siden da har Villy Sørensen vekslet mellem ’skønlitterære’ og andre former. Tæller man sider, er der mest essayistik og filosofisk prosa, men dels er den også af høj æstetisk, man kan godt sige kunstnerisk kvalitet, dels har Villy Sørensen fra tid til anden igen skrevet i mere symbolsk sprog.
Han har publiceret monografier: Nietzsche (1963, senere i reviderede udgaver), Schopenhauer (1969 og senere), Kafkas digtning (1968), Jesus og Kristus (1992 og senere); filosofiske essays: Hverken-eller (1961), Mellem fortid og fremtid (1969), Uden mål - og med (1973), Den frie vilje (1992) m.fl.