La mayoría de ellas se encuentran en el Museo de Bellas Artes de Murcia, repartiéndose otras también entre la parroquia de San Antonio en Mazarrón y otros puntos de la geografía española (Madrid, San Sebastián o Palma de Mallorca), además de algunas pertenecientes a particulares.

Litografías

Historia de la Marina española.
Reyes Contemporáneos.
El Estado Mayor del Ejército.

Acuarelas

Un maragato.

Pintura religiosa

Magdalena penitente. Realizada durante su estancia en Italia, fue regalada a la Diputación Provincial como muestra de agradecimiento. Se halla en el Museo de la Trinidad.
Cristo Yacente (1863). Cuadro muy emotivo realizado como estudio para el Descendimiento de la cruz.
Cristo muerto al pie de la cruz (1864).
Descendimiento de la cruz (1864). Este lienzo religioso ha sido considerado como la mejor obra de Domingo Valdivieso. Actualmente se encuentra en el Museo de Arte del siglo XIX de Madrid.
Primera comunión de unas colegialas (1866).
La Virgen con el niño. Se halla en el retablo de la Iglesia de San Antonio (Mazarrón). Bastante deteriorada, pues durante la Guerra Civil fue troceado ante el temor de que pudiera ser destruido, siendo donado posteriormente por los descendientes del pintor a la mencionada parroquia.

Pintura histórica

Rey poeta
Pintor rey
Las hijas del Cid abandonadas por los condes de Carrión
(1862).
Felipe II presenciando un auto de fe (1871).

Pintura mitológica

Una ninfa reposando en el musgo

Costumbrismo murciano

Un baile en la huerta

Costumbrismo italiano

La Ciocciara. Realizada durante su estancia en Italia. Manuel del Palacio le dedicó algunos versos a esta obra.
La luna de miel (1868).

Retratos

Marqués de Portugalete
El poeta Antonio Arnao
El violinista
Jesús Monasterio
M. Gómez
(1864)
Antonio Navarro (1860)
Conde de la cerrajería

Otros

Ausencia (1868). Figura de medio cuerpo que se encuentra en el Museo de Bellas Artes de Palma de Mallorca.
La judía de Toledo (1872). Último trabajo del autor, quien no pudo acabarla al fallecer antes de hacerlo. Se ha dicho de esta obra que posee un gran vigor dramático.