梅蘭芳在唱腔方麵下過許多功夫，在理論上也有不少建樹。他在不少傳統老戲的唱腔方麵進行創造、革新，救活了不少老戲。他具有點石成金的本領。如他把《春秋配》中較為精采的兩場戲《撿柴》、《砸澗》的唱腔，重新設計，成為梅派閨門旦的代表作。他豐富了《禪宇寺》的唱腔，變成為《武昭關》。改《娘子軍》的唱腔，增加了載歌載舞的表演，深化了主題，成為富於愛國主義精神的《抗金兵》。象這樣的例子是舉不勝舉的。
梅蘭芳在新編古裝戲裏，大量創製了新腔，因而大大擴展並豐富了旦角聲腔的表現領域，他在這方麵的成就大大超過了前輩旦角。如在《太真外傳》裏創造了反四平的新腔，其中不少新腔，使這出戲格外優美動聽。梅葆玖多次在電視熒屏上演唱這出戲的唱段，博得了廣大電視觀眾的好評。在《三娘教子》裏，梅蘭芳創造了反西皮二六；在《霸王別姬》裏，梅蘭芳把南梆子的速度變慢，唱成三眼板。由於節奏舒緩，腔調進一步美化，成了膾炙人口的著名唱段，至今流傳不息。他打破了青衣不能唱南梆子的舊規，為旦角演唱南梆子闖開了一條新路。晚期的梅腔，更多地使用裝飾音，使唱腔達到又甜美又渾厚，剛柔相濟的妙境。人們稱讚梅的唱腔是“無腔不新，又無腔不似舊（傳統）”，這就是對他的最高評價。有人用詩讚美他“態濃意遠淑且真，肌理細膩骨肉勻”，這是最生動、最真實的寫照。
梅蘭芳精心研究旦角的唱法技巧，精神極為可貴。他很注意起唱時發音要自然，結尾時要收得委婉，使人聽起來餘味無窮。他把盛行一時的“帶額音”（開唱時露一點大嗓再轉用小嗓）和“砸夯音”（每一句落音時又漏一點大嗓），從舞台上一洗而淨。他提倡14字的唱法技巧：顛、挑、滑、康、剛、柔、起、落、輕、重、頓、斷、顫、連。在每一句唱腔上要靈活運用這些技巧。
梅蘭芳創製新腔的另一特點，是善於吸收其他劇種、其他行當的唱腔為他所用，使他的唱腔既豐富而又有新意。如《嫦娥奔月》末場的行腔，末幾字采用了小生的腔調。《三娘教子》中王春娥那段南梆子，又有《轅門斬子》中老生所唱西皮原板的韻味。《武昭關》中二黃慢板的末尾疊句，更是從京韻大鼓中吸收過來加以變化的。這類例子不勝枚舉，梅蘭芳深深懂得藝術上要創新，必須廣采博收。他不象有的演員那樣保守，隻看本劇種、本行當的表演。這樣的“偏食”，就打不開思路，如何談得上創新呢？他說：“我在藝術上的進步與深入，很得力於看戲。看的範圍要愈廣愈好，譬如學旦角的，不一定常看本工戲，其他各行角色都要看。”“什麼劇種的戲都看。但是，看戲必須具備一種鑒別能力，才能分出好壞來。看到好處，固然能夠豐富我們的表演，看到壞戲，也不要失望，這對我們也有益處，因為我們能看出它走錯了路，就可以不再犯同樣錯誤。”這些話說得多麼深刻、大度！
梅蘭芳在創製新腔的過程中，虛心聽取“智囊團”中人物的意見，是他取得成功的要訣。我們在不少新編京劇中也常聽到一些新腔，可是我們往往感到“京”味不足，甚至不姓“京”了。有些新腔聽來不夠優美動聽，有的新腔甚至有些怪味兒，所以這些新腔往往無法保留下來，不被聽眾接受，觀眾聽後即忘。梅蘭芳是在吃透了老腔的音律結構、唱法精髓的基礎上去編製新腔的。因此他創製的新腔在聽慣京劇的人來說，感到既新穎又熟悉，既大方又自然，起伏轉折之間很順溜，不飄不滑，不以險怪為尚，而以渾樸為貴，無生硬牽強之處，無花俏輕靡之感。即使沒有聽慣京劇的人，聽到梅腔也會感到舒適悅耳。梅蘭芳自述道：“大家都知道我當年喜歡排演新戲，每排一出新戲，首先要解決的是如何編製新腔，我們在集體創造過程當中，有時候王少卿操琴，我在屋裏唱，徐蘭沅先生到院子裏去聽，用這種方法來判斷這段唱腔是否完美。”梅蘭芳虛懷若穀的精神，令人欽佩。
如何創造新腔，梅蘭芳講過一段很深刻的話，至今仍有現實意義。他說：“時代是永遠前進的，藝術也不會老停留在某一個階段上，不往前趕的。”這就說明了隨著時代的前進，老腔老調必須進行改革。如何改革呢？梅蘭芳提出了十分中肯的意見：“歌唱音樂結構第一，如同作文、做詩、寫字、繪畫，講究布局、章法。所以繁簡、單雙要安排得當，工尺高低的銜接，好比上下樓梯，必須拾級而登，順流而下，才能和諧酣暢。要注意避免幾個字：怪、亂、俗。戲是唱給別人聽的，要讓他們聽得舒服，就要懂得‘和為貴’的道理，然後體貼劇情來安腔，有的悲壯淋漓，有的纏綿含蓄，有的富麗堂皇，有的爽脆流利。昆曲講究唱出曲情，皮黃就要有味兒。”做到“有味兒”實在很不容易。由於他敢於破除老腔老調，敢於博采眾長，敢於根據自己的嗓音條件來創造新腔，因而他的梅腔一直是受大眾歡迎的。凡是聽過他演唱的觀眾，都會感到回味無窮，經久難忘。直到今天為止，梅腔仍然是旦角演員最愛學的唱腔之一。對於業餘京劇愛好者來說，梅腔也成了他們最愛學唱的唱腔了。