Los poemas de Francisco Donoso despliegan una visión cristiana, de religiosidad cotidiana, a través de la cual el poeta quisiera "vivir en el peligro de las olas / donde acaba el rumor de la vida / y empieza la muerte" (Lyrica. Santiago: La Ilustración, 1918, p. 17).

Publicó Lyrica, su primer libro, en 1918, el mismo año en que Vicente Huidobro introducía en el contexto de la poesía chilena ciertos procedimientos vanguardistas. Posteriormente publicó Poemas interiores (1927), Espiral (1934), El agua (1941), Transparencia (1950) y Florilegio (1964).

Además de su labor como poeta, "durante muchos años realizó crítica de arte y literatura en la Revista Católica" (Rafide, Matías. "Francisco Donoso". La Prensa. Curicó, 19 de abril, 1969) y en El diario ilustrado. Hacia 1927 publicó en París el ensayo Al margen de la poesía, en que el tratamiento de la poesía mística ocupa largo espacio. Para él, son místicos poetas chilenos de temática religiosa como Luis Felipe Contardo o Carlos R. Mondaca, pero también Jorge Hübner Bezanilla, Gabriela Mistral y Ángel Cruchaga Santa María.