В последние годы жизни занимался книжной иллюстрацией. Выполнил ряд живописных станковых работ.

Принимал участие в выставках: 1-й художественной выставке сектора искусств Главполитпросвета УССР (1921), «Художник сегодня» (1927), 1-й Всеукраинской выставке Ассоциации революционного искусства Украины (1927), украинской книжной графики (1929), «Искусство советской Украины» (1930), харьковского товарищества «Художник» (1940), «Художники театров Харькова в дни Отечественной войны» (1945) в Харькове; Всеукраинской юбилейной выставке, посвященной 10-летию Октября в Харькове, Киеве, Одессе, Днепропетровске и других городах Украины (1927–1928); 5-й Всеукраинской художественной выставке в Харькове и Одессе (1932–1933); картин иркутских художников, посвященной 20-летию РККА в Иркутске (1943); произведений театральных художников УССР (1954), живописи, скульптуры, графики к 1-му Всесоюзному съезду советских художников (1957) в Москве; выставке изобразительного искусства УССР, посвященной 300-летию воссоединения Украины с Россией в Киеве, Москве, Симферополе (1954); изобразительного искусства УССР в Варшаве (1955); юбилейной художественной выставке УССР, посвященной 40-летию Великой Октябрьской Социалистической революции в Киеве (1957) и других.

Преподавал в Харьковском художественном институте (1921–1947, с перерывами).

Народный художник УССР (1945). Лауреат Сталинской (Государственной) премии 1949 года 2-й степени (за оформление оперы «Иван Сусанин» М. И. Глинки).

Мемориальная выставка художника состоялась в Киеве (1985).

Хвостенко-Хвостов, наряду с А. К. Богомазовым, В. Д. Ермиловым, А. Г. Петрицким, является одним из ведущих художников украинского авангарда 1920-х. Он внес значительный вклад в искусство театрального оформления: его эскизы костюмов и декораций к неосуществленной постановке оперы С. С. Прокофьева «Любовь к трем апельсинам», красочные, полные динамизма и экспрессии, принадлежат к числу наиболее ярких и новаторских произведений своего времени.

Творчество представлено во многих музейных собраниях, среди них — Национальный художественный музей Украины, Государственный музей театрального, музыкального и киноискусства Украины в Киеве, Харьковский художественный музей, Государственный центральный театральный музей им. А. А. Бахрушина в Москве и другие.