In einer Rezension von Green Days Album „American Idiot“ schrieb das Magazin Rolling Stone:„Armstrongs Gesang ist so stark wie eh und je, er schwingt und fleht mit einer Eindringlichkeit, die an das Beste aus der Punk-Vergangenheit erinnert.“ Die New York Times schrieb über Armstrong:„Seine Stimme, die abwechselnd rau und aufsteigend sein kann, ist eine der markantesten im Punk.“
Armstrongs Stimmumfang wird als Tenor klassifiziert. Er verfügt über ein breites Spektrum an Gesangstechniken, darunter Belting, Falsett und Schreien. Er ist auch für seinen Einsatz von Stimmverzerrungen bekannt, die er mithilfe verschiedener Effektpedale erzeugt.
Einige Kritiker haben argumentiert, dass Armstrongs Stimme manchmal zu nasal oder weinerlich sein kann. Sein einzigartiger Gesangsstil ist jedoch ein wesentlicher Bestandteil des Sounds von Green Day. Er ist einer der einflussreichsten Sänger in der Geschichte des Punkrocks und seine Stimme hat dazu beigetragen, das Genre zu definieren.