《Heartful Song》作为水树奈奈的代表作之一，展现了其标志性的高亢声线与情感爆发力。歌曲以钢琴前奏奠定抒情基调，弦乐渐进铺陈出宏大的叙事感，副歌部分通过密集的十六分音符旋律与强力和弦的碰撞，形成极具张力的戏剧化表达。
歌词文本以"歌声"为意象载体，通过"振翅飞翔的旋律""穿越黑夜的星光"等隐喻，构建出从孤独到希望的情感弧线。第二段主歌加入电子音效的脉冲节奏，巧妙平衡了传统J-Pop的抒情性与动画歌曲特有的战斗感。桥段部分突然降调处理的半音阶下行，配合歌手标志性的"泣腔"技巧，将脆弱感转化为力量感的转折堪称点睛之笔。
编曲上采用交响金属的框架，但通过突出人声频段的混音处理，使水树奈奈极具穿透力的嗓音始终成为听觉焦点。结尾处连续三个八度的升Key处理，不仅展示歌手的音域优势，更形成情绪上的螺旋上升，完美呼应歌词"将心意化作永恒"的主题升华。这种将声乐技巧与情感表达高度统一的演绎方式，正是声优歌手跨界成功的典范之作。
