Cả đời ông gắn bó với hoạt động thiếu niên nhi đồng, được coi là "nhạc sĩ của tuổi thơ" vì đã sáng tác 250 bài hát cho trẻ em từ những ngày đầu Cách mạng Tháng Tám.
Trong số đó có những bài hát truyền thống của Đội thiếu niên tiền phong như: Ai yêu Bác Hồ Chí Minh hơn thiếu niên nhi đồng, Cùng nhau ta đi lên (nay là Đội ca), Kim Đồng, Nhanh bước nhanh nhi đồng, Đi ta đi lên...Nhạc phẩm nổi tiếng nhất của ông là Ai yêu Bác Hồ Chí Minh hơn thiếu niên nhi đồng sáng tác vào năm 1945.
Nhạc sĩ Phong Nhã được trao Giải thưởng Nhà nước về văn học nghệ thuật năm 2001, Huân chương Kháng chiến chống Pháp hạng nhì, Huân chương Kháng chiến chống Mỹ hạng nhất, Huy chương Vì sự nghiệp âm nhạc, Huy hiệu 60 năm tuổi Đảng và nhiều giải thưởng khác.
Ngoài sáng tác âm nhạc, Phong Nhã còn là tổng biên tập đầu tiên của báo Thiếu Niên Tiền Phong từ khi báo mới ra đời (năm 1954) đến năm 1978.
Ông qua đời tại nhà riêng vào hồi 04 giờ 08 phút ngày 28 tháng 3 năm 2020 tại Hà Nội.