C'est avec Charpentier qu'il apprit la musique, française mais aussi italienne. Il collaborèrent à l'opéra Philomèle, représenté au Palais-Royal en 1694. Aidé par C.-H. Gervais et d'autres membres de sa maison, le duc composa Renaud et Armide (1705) et Penthée (1705, rév. l709).

Il employa des musiciens aussi bien français qu'italiens (parmi lesquels Nicolas Bernier, Campra, François Duval, C-H. Gervais, Michele Mascitti, J.-B. Morin et J.-B. Stuck) et encouragea la composition et la publication de cantates et de sonates pour violon dans le style italien, frayant ainsi la voie à un style français plus cosmopolite connu sous le nom de Goûts réunis.

Durant sa régence prévalut une musique plus légère et plus gaie, écho du style rococo du peintre Antoine Watteau.