I en anmeldelse av Green Days album "American Idiot," skrev magasinet Rolling Stone, "Armstrongs vokal er like sterk som alltid, svevende og bønnfaller med en hast som minner om det beste fra punkens fortid." New York Times skrev om Armstrong, "Stemmen hans, som kan være vekselvis rå og svevende, er en av de mest karakteristiske innen punk."
Armstrongs vokale rekkevidde er klassifisert som tenor. Han har et bredt spekter av vokalteknikker, inkludert belting, falsett og skriking. Han er også kjent for sin bruk av stemmeforvrengning, som han lager ved å bruke en rekke effektpedaler.
Noen kritikere har hevdet at Armstrongs stemme kan være for nasal eller sutrete til tider. Imidlertid er hans unike vokalstil en viktig del av Green Days lyd. Han er en av de mest innflytelsesrike vokalistene i punkrockhistorien, og stemmen hans har vært med på å definere sjangeren.