او تنها ۱۴ سال داشت که برای نوازندگی با ارکسترِ بزرگ رادیو به رهبری «ایرج گلسرخی» و «فریدون شهبازیان» به این ارکستر دعوت شد و پس از آن با ارکستر سمفونیک تهران همکاری کرد؛ تجربیاتی که درباره‌ی آن چنین توضیح داده است: «در آن زمان، رهبران ارکستر از نوازنده‌هایی که تکنیکِ خوبی داشتند و برداشت‌شان از قطعه درست بود، دعوت می‌کردند تا با آن‌ها همکاری داشته باشند. این اتفاق تنها در میانِ نوازندگانِ ساز‌های کلاسیک رخ نمی‌داد و بسیاری از نوازندگانِ ساز‌های سنتی نیز در ارکستر‌های آن‌زمان فعالیت می‌کردند.»
او همواره از حضورش در ارکستر مجلسی به خوبی یاد می‌کرد و می‌گفت: «وقتی در این ارکستر بودم، به خاطرِ حضور رهبران بزرگی که برای اداره‌اش دعوت می‌شدند، تجریباتِ خوبی به دست آوردم.»
«همایون خسروی» توانست بورسیه‌ی موسیقی از کشورهایی، چون آلمان و اتریش را به دست آورد و بعد از بازگشت به ایران، در کنار فعالیت با ارکستر مجلسی رادیو و تلویزیون به تدریسِ ویولون‌سل در هنرستان عالی موسیقی نیز مشغول شد؛ اما آموزش تنها بخشی از فعالیت‌های او بود، هم‌زمان در کانون پرورش فکری کودکان و نوجوانان نیز همکاری داشت و آثاری با همراهی احمدرضا احمدی و احمد شاملو کار کرد. فعالیت در حوزه‌ی موسیقی باکلام نیز بخشِ دیگری از کارهای‌ش بود که نتیجه‌اش نوازندگی در آثار متعدد از جمله اثری به خوانندگی «هنگامه اخوان» بود.
او در دهه‌ی ۶۰ با وجود فعالیت‌های گسترده در انجمن‌های فرهنگی و نواختن در بسیاری از آثار، برای درکِ جهانِ گسترده‌تری از موسیقی به امریکا مهاجرت کرد. «خسروی» نوازنده‌ای بود که بیانِ شخصی خودش را داشت و می‌گفت: «وقتی شما به نوازندگانِ بزرگی که در صحنه‌های جهانی می‌نوازند، مراجعه می‌کنید؛ مشاهده می‌کنید که علاوه بر تکنیک، ذهنیت و خلاقیت آنان است که اجرای‌شان را درخشان می‌کند. نت‌ها اشکالِ بی‌جانی هستند و این نوازنده است که با خلاقیت و درون‌گرایی‌اش به آن‌ها جان تازه می‌دهد و نمونه‌اش در موسیقی ایرانی کسانی، چون «جلیل شهناز» و «فرهنگ شریف» هستند.»
«همایون خسروی» در سنین نوجوانی برای نوازندگی در فیلم «قیصر» دعوت به همکاری شد و فعالیت‌های مشترکِ بسیاری با آهنگ‌سازِ آن کرد. او در زمینه‌ی موسیقی فیلم و سریال نیز فعالیت داشت که سلطان صاحبقران، سلطان و شبان، امیرکبیر و … نمونه‌هایی از آن است؛ ضمن آنکه موسیقی تئاتر را با ساختِ موسیقی در اثری از «سیروس شاملو» آغاز کرد و سپس برای بسیاری از فیلم‌ها (در ایران و خارج از کشور) موسیقی نوشت؛ خودش می‌گفت: «وقتی قرار است برای یک ارکستر موسیقی بنویسید، دست‌تان باز است تا سراغ ایده‌های‌تان بروید؛ اما وقتی می‌خواهید موسیقی فیلم بنویسید، باید دنبالِ آن حسی باشید که مدِ‌نظر کارگردان است. البته در امریکا ما این فرصت را داریم تا فیلم را روی پرده ببینیم و به همین خاطر قرابت بیشتری با احساسِ کارگردان پیدا می‌کنیم.»
او همچنین به نوشتن قطعاتی برای کوارتت، کویینتت و ساخت قطعاتی برای ساز‌های زهی پرداخت و در خارج از ایران نیز گروه کوچکی تشکیل داد که اجرا‌های متعددی را روی صحنه برد؛ او در عمرِ نه چندان بلندش مدام فعالیت داشت و می‌گفت: «یک ماهی به آب احتیاج دارد؛ وقتی آب را از او بگیرید دیگر زنده نمی‌ماند، یک هنرمند زمانی که کار و تولید می‌کند، همان ماهی در آب است؛ من وقتی کار می‌کنم، همواره یاد می‌گیرم و تجربه پیدا می‌کنم و این درست بهترین لحظه‌ی زندگی من است.»
با وجود آنکه تخصص «همایون خسروی»، موسیقی کلاسیک بود؛ اما او فعالیت‌های بسیاری در زمینه‌ی موسیقی پاپ، سنتی و فیوژن نیز داشت و درباره‌ی موسیقی اصیل ایران می‌گفت: «در سال‌های اخیر، تعدادی آهنگ‌ساز برجسته در موسیقی ایران آمده‌اند که موسیقی سنتی را تغییر شکل داده‌اند و رنگ‌آمیزی جدیدی به آن بخشیده‌اند و به همین خاطر این موسیقی توانسته در بین جوانان و خارجی‌ها رشد زیادی پیدا کند. هنرمندان ایرانی در هر شرایط توانسته‌اند به ایده‌آل‌های بزرگ خودشان برسند؛ البته اگر امکانات در کنار آموزش و برنامه ریزی باشد، نتیجه‌ی درخشانی به همراه خواهد داشت.»