Se per “barocco” si intende la reazione alla fredda imitazione degli elementi classici con il trionfo della linea curva, l’opera del Longhena non si può definire “barocca” alla maniera di quella ormai diffusasi nel resto d’Italia.

La sua arte poggia ancora su elementi classici e sa rinunciare talvolta all’apparato decorativo, tipico del barocco italiano; per la caratteristica pittoricità, la sua architettura seppe bene fondersi con l’ambiente veneziano.

Seguace dello Scamozzi si dimostrò nel Palazzo Giustinian-Lolin a San Vitale sul Canal Grande, nella Chiesa de Santa Maria del Pianto e nel “Monumento funerario” al doge Morosini nella chiesa de San Giorgio in isola; al Sansovino si ispirò invece nelle facciate delle chiese de San Tomà e de Santa Giustina.

Suo capolavoro è la Basilica de la Salute, costruita dai Veneziani come voto dopo la liberazione dalla peste, che tra il 1630 e il 1631 decimò la popolazione.

Costruì anche altri numerosi edifici, come la Scuola del Carmine e la Scuola dei Greci; i maggiori esempi civili sono Palazzo Bon-Rezzonico a San Barnaba e Palazzo Pesaro a San Stae, entrambi sul Canal Grande.