Dans une critique de l'album "American Idiot" de Green Day, le magazine Rolling Stone a écrit :"La voix d'Armstrong est plus forte que jamais, s'envolant et plaidant avec une urgence qui rappelle le meilleur du passé du punk." Le New York Times a écrit à propos d'Armstrong :« Sa voix, qui peut être tour à tour brute et planante, est l'une des plus distinctives du punk. »
La gamme vocale d'Armstrong est classée comme ténor. Il possède un large éventail de techniques vocales, notamment les ceintures, le fausset et les cris. Il est également connu pour son utilisation de la distorsion vocale, qu'il crée en utilisant diverses pédales d'effets.
Certains critiques ont fait valoir que la voix d'Armstrong peut parfois être trop nasale ou pleurnicharde. Cependant, son style vocal unique est un élément essentiel du son de Green Day. Il est l’un des chanteurs les plus influents de l’histoire du punk rock et sa voix a contribué à définir le genre.