Автор музыки и либретто первого азербайджанского балета и первого балета на мусульманском Востоке «Девичья башня», опер, таких как «Низами» (1948 год), посвящённого мыслителю и поэту Низами Гянджеви, «Ивы не заплачут» (1971 год), произведений для симфонического оркестра, музыки к ряду пьес.
Известны и его труды и статьи в областях музыковедения. Популярным является его толковый-монографический музыкальный словарь, в которой наряду с известными музыкальными терминами собраны и разработанные им азербайджанские термины.
Бадалбейли помимо родного азербайджанского и русского, владел также персидским и арабским языками.
С сочинённым Афрасиябом Бадалбейли музыкальным сопровождением в Азербайджанском драматическом театре шли такие пьесы как «Невеста огня» (1927), «Севиль» (1928), «Алмас» (1929), «В 1905 году» (1931), «Яшар» (1932), «Сиявуш» (1932), «Гаджи Гара» (1933), «Фархад и Ширин» (1941). Знатоки того времени отмечали, что «музыка молодого композитора обогащает театральное действие в эмоциональном плане и как нельзя лучше воплощает замысел драматурга — автора пьесы». Написал оперы: «Гнев народный» (совм. с Б. И. Зейдманом, Баку, 1941), «Низами» (Баку, 1948), «Ивы не заплачут» (Баку, 1971); балеты — «Девичья башня» (Баку, 1940, 2 ред. 1959), детский балет «Тэрлан» (1941, Баку); для оpкестра — симфоническая поэма «За власть Советов» (1930), «Миниатюры» (1938), 2 марша (1930, 1941); для оpкестра народных инструментов — симфониетта (1950); для голоса с фортепиано — 3 песни (слова современных поэтов); более 60 музык к спектаклям.
Известны также следующие его литературные сочинения: «Беседа о музыке» (на азерб. яз.). Баку, 1953; «Курбан Примов» (на азерб.). Баку, 1956; «Словарь музыкальных терминов» (рус.-азерб.). Баку, 1956; «Азербайджанский гос. ордена Ленина театр оперы и балета им. М. Ф. Ахундова» (совм. с К. Касимовым). М., 1959; «Толковый монографический музыкальный словарь» (азерб.). Баку, 1969