Tom Petty eide og hadde brukt en god del musikkutstyr opp gjennom årene. Fra 1976 til 1982 var hans hovedinstrument en Sunburst 1963 Fender Stratocaster. I løpet av Highway Companion-turneen i 2006 brukte Tom den gamle gitaren sin for et par sanger. Han har også brukt et antall Rickenbacker gitarer fra 1979 og oppover, blant andre Rose Morris-modellene 1993 og 1997 og 360/12- og 660/12-modellene. Rickenbacker 660/12 var designet av Petty selv (gitarhalsen) og hadde hans signatur fra 1991 til 1998. Petty har også brukt flere Gibson Firebirds, Fender Telecasters, Gibson SGs, en Vox Mark III og en del ulike Gretsch-gitarer. Av akustiske gitarer har Petty hatt en signatur på C.F. Martin HD-40, og har praktisk talt skrevet alle sine sanger på en Gibson Dove akustisk gitar. Petty brukte også en Vox AC-30 og Vox Super Beatle amp.