Malował wiele portretów, m.in. Józefa Piłsudskiego, Ignacego Mościckiego, prezydenta Krakowa Karola Rolle, wiceprezydenta Krakowa inż. Józefa Sare, znanych lekarzy Jana Karola Glatzla (prof. UJ), Władysława Wiktora Bujaka (prof. pediatra), Stanisława Witalisa Ciechanowskiego (czł. PAU, prof. UJ). Malował też i wystawiał wiele pejzaży. Ponoć Marszałek Piłsudski osobiście życzył sobie, aby jego portret malował właśnie Ludwik Machalski, gdyż chciał być malowanym przez osobę niezwykle skromną. Portret ten jest w wykazie polskich dzieł zaginionych – prawdopodobnie został zniszczony, gdy Rosjanie przejęli Lwów. Posługiwał się techniką olejną, akwarelą, temperą i pastelami, pozostawił też rysunki robione piórkiem i kredką oraz akwaforty i litografie. W latach 1912–1914 zamieszczał swoje rysunki w miesięczniku Rydwan.
Bywał gościem Tetmajerów w tzw. „Rydlówce” w Bronowicach, przyjaźnił się z poetą Lucjanem Rydlem;