Palestrina jätti jälkeensä satoja sävellyksiä, mukaan lukien 104 messua, 68 offertuaaria, yli 300 motettia, ainakin 72 virttä, 35 magnifikaattia, 11 litaniaa, 4 tai 5 valituslaulusarjaa jne., ainakin 140 madrigaalia ja 9 urkuricercaria (kuitenkin viimeaikaiset stipendit ovat luokitelleet nämä ricercait kyseenalaisiksi tekijöiksi; Palestrina ei luultavasti kirjoittanut puhtaasti instrumentaalista musiikkia). Palestrinan teoksista on olemassa kaksi kattavaa painosta: toisen toimitti Haberl ja se julkaistiin 33-osaisena vuosina 1862-1894, toisen toimitti R. Casimiri ym. ja julkaistu 34 niteessä. Hänen Missa sine nominensa vaikuttaa viehättäneen erityisesti J. S. Bachia, joka opiskeli ja esitti sitä kirjoittaessaan omaa mestariteostaan, messua B-mollissa (BWV 232). Hänen sävellyksiään luonnehditaan hyvin selkeiksi, ääniosuudet tasapainoisiksi ja kauniisti harmonisoiduiksi. Hänen mestariteoksikseen lasketaan muun muassa Missa Papae Marcelli (paavi Marcellus messu), joka legendan mukaan sävellettiin vakuuttamaan Trenton Kirkolliskokous siitä, että tekstin polyfoninen käsittely pyhässä musiikissa oli tarpeetonta. Tuoreempi tutkimus osoittaa kuitenkin, että tämä messu oli sävelletty ennen kardinaalien kokoontumista keskustelemaan kiellosta (mahdollisesti jopa kymmenen vuotta aikaisemmin). On kuitenkin todennäköistä, että Palestrina oli varsin tietoinen vastauskonpuhdistuksen opin mukaisten ymmärrettävien tekstien tarpeista ja kirjoitti teoksensa tätä tarkoitusta varten 1560-luvulta elämänsä loppuun.
”Palestrina-Tyyli” – 1500 – luvun polyfonian sileä tyyli, jonka Johann Joseph Fux on saanut ja kodifioinut tutkiessaan huolellisesti teoksiaan-on tyyli, jota yleensä opetetaan” renessanssin polyfoniana ” Collegen kontrapunktiluokissa, joskin muunnellussa muodossa, sillä J. J. Fux teki useita tyylivirheitä, joita myöhemmät kirjoittajat (erityisesti Knud Jeppesen ja Morris) ovat korjanneet. Kuten J. J. Fux kodifioi, se noudattaa sääntöjä, jotka hän määritteli ”lajien kontrapunktiksi.”Palestrina vakiinnutti ja noudatti näitä tiukkoja ohjeita:
– musiikin virtaus on dynaamista, ei jäykkää tai staattista.
– melodiassa ei pitäisi olla juurikaan hyppyjä sävelten välillä.
– jos loikka tapahtuu, sen täytyy olla pieni ja välittömästi vastaantulija vastakkaisella askelsuuntaisella liikkeellä.
-Dissonanssit ovat joko nuotteja tai tahdin ulkopuolella. Jos se on rytmissä, se ratkeaa välittömästi.
kukaan 1500-luvun säveltäjä ei noudattanut johdonmukaisesti omia sääntöjään ja pysytellyt itselleen asettamissaan tyylirajoissa kuin Palestrina. Yhdenkään 1500-luvulla eläneen säveltäjän ympärille ei myöskään ole rakennettu tällaista myyttiä ja legendaa. Suuren osan Palestrinan tutkimisesta teki 1800-luvulla Giuseppe Baini, joka julkaisi vuonna 1828 monografian, joka teki Palestrinan jälleen kuuluisaksi, ja vahvisti jo olemassa olevaa legendaa siitä, että hän oli ”kirkkomusiikin pelastaja” Trenton kirkolliskokouksen uudistusten aikana. 1800-luvun sankarinpalvonnan asenne on kuitenkin vallitsevana tässä monografiassa, ja se on säilynyt säveltäjällä jossain määrin nykypäivään asti; Hans Pfitznerin Ooppera Palestrina osoittaa tämän asenteen huipussaan. 1900-ja 2000-lukujen stipendi on omiaan pitämään Palestrinan vahvana ja hienostuneena säveltäjänä, joka edusti teknisen täydellisyyden huippua, mutta korostaa, että oli muitakin säveltäjiä, jotka työskentelivät samaan aikaan yhtä yksilöllisillä äänillä ja hieman eri tyyleillä, jopa sileän polyfonian rajoissa, kuten Lassus ja Victoria.
Palestrina oli aikanaan suunnattoman kuuluisa, ja hänen maineensa, jos mikä, kasvoi hänen kuolemansa jälkeen. Roomalaisen koulukunnan konservatiivista musiikkia jatkoivat hänen tyylinsä (tunnetaan 1600-luvulla nimellä” prima pratica”), jonka kirjoittivat hänen oppilaansa kuten Giovanni Maria Nanino, Ruggiero Giovanelli, Arcangelo Crivelli, Teofilo Gargari, Francesco Soriano ja Gregorio Allegri. On myös arveltu, että Salvatore Sacco saattoi olla Palestrinan oppilas. Palestrinan musiikkia esitetään ja äänitetään edelleen, ja se tarjoaa malleja kontrapunktin tutkimiseen.