J.F. Willumsen som billedhugger
Det største arbejde, Willumsen udførte som billedhugger, var Det store Relief, som han påbegyndte i 1893 og afsluttede i 1928. I lange perioder optog det hans tid, og han forestillede sig et værk, som han kunne vise frem på udstillinger i Europa. Det var hans hensigt at udtrykke noget almengyldigt om livet og tilvæ-relsen. Han kæmpede med at materialisere sine tanker, men desværre fik han ikke udført relieffet i 1890’erne, hvor han brændte for det. Først senere blev det skabt i marmor i en grovere udgave.
Gravmonumenter
De fleste andre billedhuggerarbejder, Willumsen udførte, var bestillinger. Han lavede flere gravmonumenter af vidt forskellig karakter. Til sine egne forældre to kolossale hoveder (Vestre Kirkegård), som han havde brugt det i Det store Relief, for Agnete Pontoppidan (Holmens Kirkegård) en kvinde der ligger på jorden, og for lægen og fysiologen Christian Bohr (Assistens Kirkegård) en spændt skulpturel form med en ugle anbragt asymmetrisk. I udkastet til en dobbeltsarkofag for Christian IX og dronning Louise i Roskilde Domkirke arbej-dede han i overensstemmelse med Wiedewelts eksisterende interiør.
Hørupmonumentet
Ved Hørup-monumentet og Ravnene til Friluftsteatret skabte han skulpturer, som var virkningsfulde fra alle sider, og som var skabt til formålet og til omgivelserne.
I flere portrætter søgte Willumsen at skabe noget specielt, men uden synderligt held. Marmorværker fik han hugget af professionelle; kun En fysiolog og portrættet af Elisabeth Dons har han selv hugget.