Jednak główną dziedziną jego kompozytorskiej działalności była muzyka sakralna, której był największym brytyjskim twórcą od czasów Henry Purcella. Wypełnił wszystkie ówczesne wymagania kompozycyjne w zakresie utworów chóralnych, muzyki liturgicznej i hymnów, które nadal są wykorzystywane w repertuarze katedralnym kościoła anglikańskiego. Jego Morning, Communion, and Evening Services B-dur, op.10 jest niemal symfoniczne w swojej notacji. Skomponował requiem na śmierć artysty malarza lorda Frederica Leightona. Jest autorem mszy, Te Deum, Magnificat, Stabat Mater, dwóch oratoriów oraz wielu hymnów i pieśni religijnych i patriotycznych.
Skomponował jedenaście oper, w tym The Veiled Prophet of Khorassan (1881), opartą na poemacie Lalla-Rookh irlandzkiego poety Thomasa Moore’a. Mimo że tylko jedna jego opera odniosła sukces (Shamus O'Brien, 1896), zainteresowanie Stanforda nowym rodzajem brytyjskiej opery otworzyło drogę znakomitemu brytyjskiemu kompozytorowi XX w. Benjaminowi Brittenowi. Pisał także sceniczną muzykę ilustracyjną do kilku sztuk teatralnych, np. Cambridge Greek Play.
Stanford jest autorem siedmiu symfonii napisanych między 1876 a 1911. Skomponował dziewięć koncertów, w tym cztery fortepianowe i trzy skrzypcowe.