Первые издания сонат Тартини появились в Амстердаме в 1732, 1734 и 1743 годах. Многие сонаты до сих пор остаются в рукописи. Почти все сонаты для скрипки с басом написаны в трехчастной форме. Но только в трех из них дается последовательность быстро — медленно — быстро; в остальных же за первой медленной частью следуют две быстрые, контрастирующие между собой по характеру и метроритму. В более поздних сонатах отмечается проникновение контрастности внутри отдельных частей, большее развитие, элементы разработки и реприза.
Среди двенадцати сонат op. 1, в которых при явном влиянии Корелли уже проявляются черты своеобразия, первые шесть характеризуются более строгим «церковным» стилем, а вторые шесть относятся к камерным сонатам и приближаются к сюитному жанру; в последних ясней проявляется индивидуализация тематики и черты лирики в медленных частях; полифонический склад быстрых частей сменяется гомофонно-гармоническим.
Медленная часть обычно имеет плавный созерцательный, иногда патетический характер. Первое Allegro сохраняет фугированный стиль Корелли, а оживленный финал отличается грацией и близостью к народному танцу, обычно в движении жиги. В последующих сонатах Тартини разделение на стили стирается. Тартини творчески сплавляет их элементы и создает свой тип скрипичной сонаты, в лучших образцах приближающейся к классической Инструментальной сонате XVIII века.
Наиболее интересной из Шести сонат ор. 2, опубликованных в 1743 году, является е-moll'ная. Она начинается с проникновенно-лирического Grave, сходного по своим выразительным достоинствам с медленными частями концертов И. С. Баха. Яркость, грация и ритмическое разнообразие характерны для второй части (Allegro); выразительность музыки этой части подчеркивается обозначениями grazioso, dolce, espressivo, posato, sentito. Финал привлекает энергичностью и народно-танцевальными чертами.
Эти сонаты обнаруживают возросшее стремление Тартини к напевности и благородной простоте. Полифония быстрых частей постепенно уступает место гомофонии. Яснее и законченней становятся части танцевального характера. Об усилении выразительности говорят вводимые Тартини обозначения частей, сочетающие темповые и эстетические указания: Andante cantabile, Aria cantabile, Larghetto affetuoso, Allegro cantabile, Allegro con spirito, Tempo maestoso. Отходя от фугированного построения Allegro и заменяя его двухчастной репризной формой, Тартини в ряде сонат приближается к форме классического Allegro. Ярче и своеобразней начинают проявляться элементы вариантной повторности в финалах; некоторые из них написаны в форме вариаций.
Из Шести сонат ор. 5 две написаны в классической последовательности быстро — медленно — быстро. В этих случаях средняя часть дана в параллельной тональности. Таково полное проникновенной лирики d-moll'ное Adagio из Пятой (F-dur'ной) сонаты. В сонатах последнего периода подчас ощущается оттенок затаенной грусти, меланхолии и примирения; но эти настроения чаще всего преодолеваются светлой лирикой, надеждой, жизнеутверждением.
Наиболее распространенными в репертуаре современных скрипачей являются две g-moll'ные сонаты Тартини, получившие программные названия — «Покинутая Дидона» и «Дьявольская трель». Первая из них издана в 1734 г.— одно из лучших произведений первого периода его творчества; в некоторых изданиях ей предпосылаются стихи Метастазио, под впечатлением которых Тартини сочинял эту сонату. Она состоит (в оригинале) из Affetuoso, Presto и Allegro (имеющаяся в ряде изданий еще одна медленная часть, помещенная между быстрыми частями, заимствована редактором Л. А. Цельнером из другой сонаты Тартини).
В первой лирической части черты патетики сочетаются с трогательной печалью. Принцип контрастности обнаруживается внутри этой части. Вслед за лирически-проникновенным минорным началом появляется скерцозно-заостренный мажорный эпизод, ярко оттеняющий лирический образ. Presto носит волевой, устремленный характер. Финал написан в ритме жиги, но танцевальность смягчена здесь плавностью движения и несколько грустным оттенком музыки.
Художественные достоинства сонаты определяются живой образностью содержания, стройностью формы, выразительностью мелодического языка, виртуозными средствами, тонко отвечающими природе скрипки.
Собственно те же качества присущи и сонате «Дьявольская трель» (ее окончательный вариант появился, вероятно, ок. 1740 г.), которую Тартини считал своим лучшим произведением и которая превосходит сонату «Покинутая Дидона» по глубине содержания и эмоционально-психологической насыщенности, а также в виртуозно-техническом отношении. Программное название связано с рассказом Тартини о приснившемся ему сне, в котором дьявол поразил его воображение сыгранной сонатой; под впечатлением этого сна Тартини будто бы и создал свое творение.