Ông là một trong những nhạc sĩ thế hệ đầu tiên về tân nhạc ở nước ta.

Nguyễn Văn Thương sinh trưởng trong một gia đình yêu nghệ thuật, lên 9 tuổi đã học đàn nguyệt và tự học ký xướng âm qua sách Pháp. Năm 1936, sau khi hoàn tất cấp trung học tại Quốc học Huế, ông sáng tác bài Trên sông Hương - được coi là bản tân nhạc đầu tiên của đất Thần Kinh và VN. Năm 1939, khi du học ở Hà Nội ông viết Đêm đông nổi tiếng. Năm 1942, khi làm việc ở Trung tâm Bưu điện Sài Gòn, ông viết Bướm hoa. Nguyễn Văn Thương là một trong những tác giả nổi tiếng thời tiền chiến. Trong kháng chiến chống Pháp, Nguyễn Văn Thương đã viết Bình Trị Thiên khói lửa gây được ấn tượng mạnh mẽ. Hòa bình lập lại, ông tập kết ra Bắc và là một trong những nhạc sĩ đầu tiên soạn nhạc cho các điệu múa chuyên nghiệp như thơ múa Chim gâu, kịch múa Tấm cám, Múa ô, Chàm rông... Sau Bài ca trên núi viết cho phim Vợ chồng A Phủ, Nguyễn Văn Thương còn có những ca khúc, hợp xướng khác.

Ông còn nổi tiếng với những tác phẩm khí nhạc như: Lý hoài nam (độc tấu sáo trúc cộng tác với Ngọc Phan), Buôn làng vào hội, Quê hương (cộng tác với Hoàng Dương). Sau khi tu nghiệp ở CHDC Đức, Nguyễn Văn Thương dường như bừng khởi trong khí nhạc. Ông đưa ra từ những tiểu phẩm nhỏ đến các tác phẩm lớn như: Ngày hội non sông (độc tấu sáo trúc và bộ gõ), Rhasodie số 2 cho đàn T'rưng và dàn nhạc giao hưởng, Trở về đất mẹ, cho violoncelle và piano... đặc biệt là thơ giao hưởng Đồng khởi đã từng trình diễn lần đầu tại Leipzig (CHDC Đức) năm 1971.

Từ sau năm 1975, ông vẫn tiếp tục sáng tác cho đến nay như Adagio Bên dòng sông Thương cho violoncelle và piano, ca khúc Thu Hà Nội- mùa thu tuyệt vời... Bên cạnh sáng tác, Nguyễn Văn Thương còn đóng góp lớn trong sự nghiệp đào tạo âm nhạc nước nhà.

Ông từng là Giám đốc Nhạc viện Hà Nội, đưa hệ Trung cấp âm nhạc cổ truyền lên hệ Đại học. Cũng tại nôi đào tạo âm nhạc, ông còn viết các tập sách giáo khoa âm nhạc như Tuyển tập piano (trung cấp), Tuyển tập 16 bài dân ca và dân vũ Việt Nam (soạn cho piano) do nhà xuất bản Peters (Đức) ấn hành năm 1972. Ngoài ra, ông còn có một số tác phẩm sân khấu như Mệnh Lệnh, Cải Tô và sách dịch Beethoven (NXB Thanh Niên). Đã có tuyển tập 10 bài hát với phần đệm piano, Tuyển tập ca khúc Nguyễn Văn Thương và Album Audio tác giả.

Ông đã mất ngày 06/12/2002