In een recensie van Green Day's album 'American Idiot' schreef het tijdschrift Rolling Stone:'De zang van Armstrong is net zo sterk als altijd, zwevend en smekend met een urgentie die doet denken aan het beste uit het punkverleden.' De New York Times schreef over Armstrong:"Zijn stem, die afwisselend rauw en zwevend kan zijn, is een van de meest onderscheidende in de punk."
Het stembereik van Armstrong wordt geclassificeerd als tenor. Hij beschikt over een breed scala aan vocale technieken, waaronder belting, falset en schreeuwen. Hij staat ook bekend om zijn gebruik van vocale vervorming, die hij creëert met behulp van een verscheidenheid aan effectpedalen.
Sommige critici hebben betoogd dat Armstrongs stem soms te nasaal of zeurderig kan zijn. Zijn unieke zangstijl is echter een essentieel onderdeel van het geluid van Green Day. Hij is een van de meest invloedrijke vocalisten in de punkrockgeschiedenis en zijn stem heeft het genre helpen definiëren.