In una recensione dell'album dei Green Day "American Idiot", la rivista Rolling Stone ha scritto:"La voce di Armstrong è più forte che mai, svettante e supplichevole con un'urgenza che ricorda il meglio del passato punk". Il New York Times ha scritto di Armstrong:"La sua voce, che può essere alternativamente cruda e impennata, è una delle più distintive del punk".
L'estensione vocale di Armstrong è classificata come tenore. Ha una vasta gamma di tecniche vocali, tra cui cantare a squarciagola, falsetto e urla. È anche noto per il suo uso della distorsione vocale, che crea utilizzando una varietà di pedali per effetti.
Alcuni critici hanno sostenuto che la voce di Armstrong a volte può essere troppo nasale o lamentosa. Tuttavia, il suo stile vocale unico è una parte essenziale del suono dei Green Day. È uno dei cantanti più influenti nella storia del punk rock e la sua voce ha contribuito a definire il genere.