Sein Repertoire reicht von bekannten klassischen Kompositionen bis zu modernen Werken führender Komponisten des 20. und 21. Jahrhunderts. Er engagiert sich insbesondere für das Schaffen russischer und osteuropäischer Komponisten und hat im Laufe seiner Karriere viele wichtige neue Werke aufgeführt, von denen ihm einige gewidmet sind. Sein Name ist eng mit diversen zeitgenössischen Komponisten verbunden, unter anderem mit Alfred Schnittke, Arvo Pärt, Giya Kancheli, Sofia Gubaidulina, Valentin Silvestrov, Luigi Nono, Edison Denisov, Aribert Reimann, Pēteris Vasks, John Adams, Victor Kissine, Michael Nyman, Philip Glass, Leonid Desyatnikov und Astor Piazzolla; seine Interpretationen sind traditionsbewusst, aber gleichzeitig frisch, originell und lebendig. Kremer hat die zeitgenössischen Komponisten und die Neue Musik im Violinfach ohne jeden Zweifel intensiver und nachhaltiger gefördert als jeder andere international erfolgreiche Solist.

Kremer hat bereits mehr als 120 Alben aufgenommen; viele erhielten für ihre bemerkenswert tiefgründigen Interpretationen bedeutende internationale Preise. Die lange Liste seiner Auszeichnungen umfasst unter anderem den Ernst von Siemens Musikpreis, das Große Bundesverdienstkreuz, den Moskauer Triumph-Preis, den UNESCO-Musikpreis und den Preis Una vita nella musica – Artur Rubinstein. 2016 wurde Gidon Kremer zudem ein Praemium Imperiale verliehen, der allgemein als Nobelpreis der Musik gilt.
1997 gründete Kremer das Kammerorchester Kremerata Baltica zur Förderung herausragender Nachwuchsmusiker aus dem Baltikum. Das Ensemble unternimmt regelmäßig ausgedehnte Konzertreisen und hat bereits fast 30 Alben bei Nonesuch Records, Deutsche Grammophon, Burleske und ECM aufgenommen. Das 20-jährige Bestehen der Kremerata Baltica wurde 2016/17 in zwei großen Jubiläums-Tourneen durch Nordamerika und Europa gefeiert.

Hervorzuheben ist auch sein Engagement für die “Entdeckung” des Komponisten Mieczyslaw Weinberg, um die sich Kremer in den letzten Jahren besonders verdient gemacht hat. Die Deutsche Grammophon und Accentus Music veröffentlichten 2019 und 2021 von und mit Gidon Kremer eingespielte Alben mit Orchester- und Kammermusikwerken von Weinberg.