Den 9. oktober 2014 annonserte at Katy Perry skulle headline halftime-showet, som ble bekreftet av NFL 23. november 2014. Halftime-showet begynte med at personer på banen holdt opp lyskuler som sammen viste Pepsi-logoen. Perry red inn på stadion på en stor, gullbelagt mekanisk løve, og åpnet konserte med sangen «Roar» Hun fulgte det opp med «Dark Horse». Etter dette kom Lenny Kravitz på for en duett av «I Kissed a Girl». Under disse tre sangene var Perry ikledd en kjole designet til å se ut som flammer, med det sorte håret hennes i en hestehale. Scenen og banen ble deretter omgjort til å se ut som en strand, med dansere kledd ut som haier, palmetrær og smilende badeballer som danset rundt Perry. Hun endret kostyme og sang en medley av «Teenage Dream» og «California Gurls». Rapperen Missy Elliott dukket så opp og fremførte sine egne låter, «Get Ur Freak On» og «Work It», og Katy Perry danset etter å igjen ha byttet kostyme til en Super Bowl 49-trøye. Perry forsvant igjen fra scenen for et kostymeskifte, og Elliott fremførte «Lose Control». Perry returnerte i en stjernedekt kjole og avsluttet sitt sett med låten «Firework». Hun dukket opp midt på banen på en smal plattform som var festet til en skytende stjerne, som fløy over tilskuerne. Under fremføringen av sangen ble fyrverkeri satt av rundt Perry og stadionet. Det var det mest sette halftime-showet noensinne, med 120,7 millioner TV-seere.