作曲家、博士、上海音乐学院教授、博士生导师，上海音乐学院作曲系主任，中宣部“四个一批”人才，国务院特殊津贴专家。他的音乐语境涵盖了一种对声音及其所示属性的具有个性化的感悟，体现了对音乐本体、空间效果、中国元素以及现代音乐技术等多重因素的思考和融合。
1999-2000年，获中国留学基金管理委员会的奖学金，公派赴匈牙利李斯特音乐学院学习。2004年，他完成了博士论文《库塔克的音乐创作及其观念》，这是中国第一本全面系统研究匈牙利当代著名作曲家库塔克的专著，在学术界产生了很大影响。
在交响乐、室内乐、电子音乐等众多音乐创作领域获得突出成果，国内外许多著名乐团演奏了他的作品并产生了广泛的影响。1994年，他为混声合唱队而作的《京剧印象》夺得“台湾省立交响乐团第四届作曲比赛”第一奖；1997年他的《新世纪序曲》在香港回归期间隆重献演，并获“迎香港回归交响作品评奖”银奖；作于1998年的《中国序曲》自首演以来被多次公演并获“全国第十届音乐作品[交响音乐]评奖二等奖；2002年他以在匈牙利学习期间的一些经历为灵感创作的《森林的祈祷》获“2002台湾国际作曲比赛”第二奖；2004年，他受法国里昂国立音乐创作中心委约创作电子音乐作品《声音的六个瞬间》；2006年以来，受上海之春国际音乐节委约先后创作大提琴协奏曲《致莫扎特》、古琴与乐队《山水》、女高音与乐队《望大陆》、小提琴与乐队《上海回声》等；2007年，他的《晚秋——为交响乐队而作》获德国“青年·欧洲·古典音乐节”委约作品唯一大奖——“欧洲作曲奖”，次年，作为该奖项的得主，他受该音乐节特别委约创作了2008德国“青年·欧洲·古典音乐节”主体曲《回声》，来自世界各地的所有参演乐团演奏了这首被欧洲媒体盛赞的“来自中国的号角”。2010年参与创作上海世博会仪式音乐；2013年，受联合国教科文组织下属的国际传统音乐学会（ICTM）第４２届年会组委会的委约，创作大型交响乐作品《唐朝传来的音乐》，这部长达30分钟的超级编制音乐作品在上海的世界首演，为来自全球５６个国家和地区的逾７００位****，带来了对中国唐朝音乐文化令人震撼的体验。此后，该作品的不同版本先后在美国、法国等地多次公演，为中国唐朝音乐在全球跨文化语境下的多元化诠释和传播，进行了卓有成效的推进和创新性的探索。
其他主要作品包括：电子音乐《频率20.009》，为胡琴而作的《声音空间II》，女声合唱《早春》、室内乐《日落阳关》、《徒歌》、《暮江吟》，琵琶与大型民乐队《听江南》、交响大合唱《拂晓之光》、女高音与乐队《曲水流觞》和管弦乐《乐舞图》等。
叶国辉还获得了“中国文联百名优秀青年文艺家”、“宝钢教育奖”、“第五届高等教育国家级教学成果二等奖”（合作）、法国尼斯“城市荣誉奖章”等多项荣誉。
叶国辉也是许多国际文化交流项目的负责人，作为“听见中国”项目的艺术总监，他不断地邀请世界各地许多大学里的年轻作曲家，来中国进行学术交流，推动了跨文化语境下的艺术合作与创新。