I kirkemusikken brukte Merula mange av Monteverdis teknikker, men utviklet også selv motetter for solostemme akkompagnert av strykere. I utgivelser fra 1639, 1640 og 1652 finnes messer over en ostinat bass, eksempelvis formene ruggiero og romanesca. Noe av Merulas musikk minner om Giovanni Gabrielis concertato-stil. En moderne følelse for tonalitet er gjennomgående.