ได้เป็นผู้ประพันธ์ “เพลงกราวกีฬา” ในนาม “ครูเทพ” เพื่อจูงใจให้นักกีฬารู้จักการแพ้ชนะและรู้จักการให้อภัย ทั้งนี้สืบเนื่องจากการการรณรงค์ให้มีการออกกำลังกายและการแข่งขันกีฬาในโรงเรียนทั่วประเทศ รวมทั้งการริเริ่มให้มีการแข่งขันฟุตบอลซึ่งเป็นกีฬาที่รุนแรง ซึ่งในเวลาต่อมาที่มักเกิดการวิวาทกันอยู่เนือง ๆ

หลังการเปลี่ยนแปลงการปกครองเมื่อ พ.ศ. 2475 เจ้าพระยาธรรมศักดิ์มนตรีได้เป็นผู้แต่งเนื้อร้องเพลงชาติโดยใช้ทำนองเพลงมหาฤกษ์มหาชัยเพื่อใช้เป็นเพลงประจำชาติชื่อ “เพลงชาติมหาชัย” อยู่ระยะหนึ่งก่อนที่จะเปลี่ยนใหม่โดยมีเนื้อร้องดังนี้

“สยามอยู่คู่ฟ้าอย่าสงสัย เพราะชาติไทยเป็นไทยไปทุกเมื่อ

ชาวสยามนำสยามเหมือนนำเรือ ผ่านแก่งเกาะเพราะเพื่อชาติพ้นภัย

เราร่วมใจร่วมรักสมัครหนุน วางธรรมนูญสถาปนาพาราใหม่

ยกสยามยิ่งยงธำรงชัย ให้คงไทยตราบสิ้นดินฟ้า”

นอกจากนี้เจ้าพระยาธรรมศักดิ์มนตรียังได้แต่งเพลงชื่อ “คิดถึง” เมื่อ พ.ศ. 2477 (บันทึกเสียงครั้งแรก พ.ศ. 2494 โดยเฉลา ประสบศาสตร์)