研究概要
演奏会用作品を中心に作曲活動をおこなっている。作品は、ACLアジア作曲家連盟音楽祭、現音 Music of Our Time など、国内外各地で頻繁に演奏されているとともに、楽譜出版・CD発売されており、それらは欧米の主要な大学・研究機関の図書館に所蔵されている。
日本の音楽展・作曲賞受賞。奏楽堂日本歌曲コンクール作曲部門など入賞・入選歴多数。2016年・2017年に個展演奏会を開催。東アジア国際現代音楽祭招待作曲家。
また、子どものためのピアノ作品をソロ、連弾を問わず数多く作曲しており、作曲家たちによる自作自演ピアノコンサート「こどもたちへ」にもたびたび出品・出演している。多くの作品がコンクール課題曲に指定されている。
音楽理論研究者として多くの著書・論文がある。さらに、音楽教育およびその教員養成教育の今日的なあり方について実践研究を重ねており、教員養成音楽科モデル・コア・カリキュラムの提案（2007年・2017年）などをおこなっている。
教育・研究活動の紹介
1996年より宇都宮大学に勤務し、和声、作曲、音楽分析、音楽史、音楽アウトリーチなどの授業を学生に提供している。
2016年度宇都宮大学ベストレクチャー賞受賞。2019年度・2020年度宇都宮大学学長表彰優秀賞受賞。
主要作品 夏のソナティナ（Ob,Pf）、24の抒情的小品（Pf）、夢のみち（Mix-cho,Pf／詩：桑原茂夫）、現代の秋（Pf）、瓦解の宴（Fl,Cl,Bn）、影（Vib,Perc）、音楽の旅（Pf連弾曲集）、Modus tollens（Fl）、晴れた日の記憶（Cl,Pf）、舞曲集（Vn,Pf）、追分（Vc）、弦楽三重奏曲、三つの女の歌（Sop,Pf／詩：吉原幸子、新川和江）、偏西風（Mar）、ゆがんだ十字架のヴァリアント（Pf）、夏の旅（歌曲集／詩：立原道造）、ほか。
CD『こだま号で行こう！木下大輔ピアノ作品集』Pf：堀江真理子、前田拓郎（Nami Records WWCC-7964）好評発売中。
今後の展望
2024年には多くの演奏会、新たな楽譜出版、新CD制作を予定しています。それぞれの詳細は決まり次第下記リンクのページにてお知らせします。
社会貢献等
・横浜市立釜利谷南小学校校歌作曲。
・日本教育大学協会全国音楽部門（全国53国立大学・約260名の大学教員により構成される職能団体）の代表を務め、我が国における音楽教育・教員養成教育の中心的役割を担っている。
・カワイ音楽教育研究会「木下大輔公開講座」において、400名超のピアノ指導者にレクチャーをおこなう。
・一般財団法人西方芸術振興財団（栃木市）理事、NHK宇都宮放送局番組出演、RADIO BERRY（エフエム栃木）番組監修者・出演者・テーマ音楽作曲者を務める。また、栃木県誕生150周年記念（県主催）演奏会に出品するなど、本県における音楽文化の普及・向上に貢献している。
