Его метод можно назвать научно-аналитическим. Некоторым друзьям композитора, даже Чайковскому, казалось, что чрезмерная «ученая» работа может засушить непосредственный замысел, и музыка получится формальной, холодной. Однако Танеев создал таким способом произведения удивительной красоты и вдохновения, непреходящей ценности. Правда, поскольку работа всегда была поистине колоссальной (после окончания Первого квартета он признавался: «Чтобы его написать в том виде, в каком он теперь находится, я исписал 240 страниц — целую книгу»), им создано не так уж много музыки — четыре симфонии, шесть квартетов, два струнных квинтета и один фортепианный квинтет, три трио для различных инструментов, 38 романсов, 31 хор. Главные его сочинения — кантаты «Я памятник себе воздвиг нерукотворный», «Иоанн Дамаскин» и «По прочтении псалма» (две последние принадлежат к самым возвышенным и этически прекрасным произведениям русской музыки) и музыкальная трилогия «Орестея» на сюжет Эсхила. Это обращение к античной трагедии характерно для художника, отличающегося мудростью, взвешенностью, возвышенностью чувств.
Танеев был предельно требователен к своему творчеству. На это указывает не только описанный выше процесс работы, но и то, что из четырех написанных им симфоний достойной концертной жизни, а не единичного исполнения, он счел лишь одну — симфонию до минор.
Сразу после ухода с директорского поста активизируется собственно научный труд — начинается систематическая работа над книгой «Подвижной контрапункт строгого письма», которая продолжалась много лет и завершилась выходом книги в свет в 1909 году. Не чуждается музыкант и общественной деятельности. В том же 1889 году его избирают действительным членом Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии, в работе которого Танеев принимает большое участие. Еще в 1885 году, до начала деятельности на поприще директора консерватории, Танеев совершил совершенно необычное по тем временам путешествие — не по городам России или за рубеж, а в Сванетию — местность, расположенную высоко в горах Кавказа. Путешествие было очень трудным, временами даже опасным, но композитор привез из него замечательные записи песен и танцевальных мелодий горных сванов, зарисовал и подробно описал их музыкальные инструменты. Все это было затем обобщено в музыкальном разделе обширной статьи, написанной совместно участниками экспедиции.
Личная жизнь композитора не сложилась. В начале 80-х годов, бывая в Петербурге, он познакомился с талантливой пианисткой, ученицей прославленного фортепианного педагога Т. Лешетицкого, профессором Петербургской консерватории М. К. Бенуа, женой художника-акварелиста Альберта Бенуа. Танеев серьезно увлекся ею. Возник роман, они думали о браке. Бенуа был согласен на развод, но с условием, что четверо их детей останутся с ним. Сохранилось единственное письмо — свидетельство глубоких переживаний композитора. Он писал о своей огромной любви, но и о том, что мечтает о настоящем, счастливом семейном очаге, а ему кажется невозможным счастье его избранницы, если она будет лишена своих детей. Кроме того, его беспокоила невозможность обеспечить материально ту жизнь, к которой привыкла любимая — широкую, с известной роскошью, с большими расходами, на которые у него не было и не могло быть средств. Это тоже помешало бы ее счастью. И в 1886 году он решительно порвал отношения с М. К. Бенуа. Он надеялся, что пройдет несколько лет, сердечная рана затянется, и он еще найдет свое счастье, будет иметь семью и детей. Однако этому не суждено было случиться. Продолжалась одинокая жизнь, которую скрашивала старая няня, до конца своих дней бывшая композитору и экономкой, и советчицей в житейских делах, и преданным другом. Никто из знакомых Танеева не знал о его переживаниях — он был очень замкнут в личных делах. И только это письмо, обнаруженное через много лет после того, как и Танеева и его единственной возлюбленной не стало, пролило свет на его личную драму.
В середине 90-х годов Танеев оказывается в центре интеллектуальной жизни России. Среди его знакомых — не только музыканты, как московские, так и петербургские, но и литераторы, и ученые такого ранга, как А. Г. Столетов, К. А. Тимирязев, И. М. Сеченов, А. П. Чехов, М. Е. Салтыков-Щедрин.
Особую страницу его жизни составляет близкое знакомство с Львом Толстым, в имении которого, знаменитой Ясной Поляне, композитор провел летние месяцы 1895 и 1896 годов. Там он много музицировал, знакомил писателя с новыми произведениями, полемизировал с ним, так как взгляды Толстого на музыку были достаточно оригинальны. Общение с Толстым продолжалось и зимой, когда писатель жил в Москве. В одном из писем С. А. Толстой композитор писал: «За многое я ему (Толстому. — Л М.) благодарен из того, что вычитал в его сочинениях и вынес из личного с ним общения. Нет надобности быть последователем Льва Николаевича (Танеев имеет в виду „толстовство“ — учение о непротивлении злу насилием и возвращении к естественной жизни на земле, довольно широко в те годы распространившееся. — Л. М.) для того, чтобы испытывать на себе влияние его ясных, простых и живучих мыслей, которые, раз запав вам в душу, очень упорно в ней пребывают, иногда причиняя человеку большое беспокойство тем, что ставят ему требования, превышающие его силы».