O'Brien er kjent for sin tilnærmet gitarstil i Radiohead, og spiller så å si aldri klassiske gitarsoloer. O'Brien sin gitarstil har blitt svært anerkjent, og ble blant annet kåret nr. 59 på 100 beste gitarister gjennom tidene. Han er en selvlært gitarist, og blir sett på av bandet som Radioheads mest fotogene medlem.