La Sonate en la pour violon et piano est l'une des compositions les plus connues de Franck et considérée comme l'une des plus belles sonates. C'est un amalgame de son riche langage harmonique natal et des traditions classiques qu'il tenait en grande valeur. Écrit en 1886 comme cadeau de mariage au violoniste Eugène Ysaÿe, il lui fut montré le matin même de son mariage et, après une répétition précipitée avec la pianiste Léontine Bordes-Pène, joué aux invités du mariage. Ysaÿe a gardé la Sonate pour violon dans son répertoire pendant les 40 années suivantes de sa vie. Sa défense de la sonate a contribué à la reconnaissance publique de Franck comme compositeur majeur. Il apparaît régulièrement dans les programmes de concerts et fait partie du répertoire principal de tous les grands violonistes. L’œuvre est de nature cyclique, tous les mouvements partageant des fils thématiques communs. Il s'agissait d'une technique que Franck avait adaptée de Franz Liszt, dans laquelle les thèmes d'un mouvement réapparaissent dans les mouvements suivants, mais généralement transformés. La Sonate pour violon en la existe en versions pour différents instruments. La mise en musique pour violoncelle et piano était la seule version alternative sanctionnée par Franck. Celui-ci a été créé par le célèbre violoncelliste Jules Delsart. On a souvent émis l’hypothèse que l’œuvre avait d’abord été conçue comme une sonate pour violoncelle et piano, puis réaménagée pour violon et piano lorsque la commande d’Eugène Ysaÿe est arrivée.
