Là một tài năng âm nhạc, song McCartney lại chủ yếu tự học. Theo Ian MacDonald, "rất tự nhiên thứ âm nhạc của ông ấy không hề được đào tạo... [Ông ấy] thường hoàn thành công việc của mình hầu như hoàn toàn bởi bản năng[218], khả năng hòa âm của ông chủ yếu dựa vào việc ghi nhớ các cao độ hoàn hảo và đôi tai vô cùng sắc sảo."[219] Về phần mình, McCartney nói: "Tôi thích nghĩ về năng khiếu chơi nhạc của mình... giống như những nghệ sĩ trước kia vẽ tranh trong hang động vậy: họ vẽ mà không cần được chỉ dẫn."[220]

McCartney được ngưỡng mộ bởi rất nhiều tay bass lừng danh, trong đó có Sting, Mike Elizondo và Colin Moulding của XTC[222]. Ông được biết đến khi sử dụng thường xuyên gảy, tuy nhiên đôi khi ông cũng chơi fingerstyle rất tuyệt[223]. Trong những năm đầu với The Beatles, Paul hay dùng cây bass Höfner 500/1 trong liveshow cũng như thu âm. Từ năm 1965, ông chuyển sang Rickenbacker 4001s tích hợp với dàn ampli của Vox[224]. Những năm gần đây, ông dùng dàn Mesa Boogie để chỉnh âm bass[225]. McCartney thừa nhận ông bị ảnh hưởng bởi phong cách của James Jamerson, người mà cùng Brian Wilson được ông gọi là 2 "người hùng" của mình[226]. Ông cũng kể thêm Stanley Clarke như là tay bass mà ông ưa thích nhất[221].

Trong khi MacDonald cho rằng ca khúc "She's a Woman" là ca khúc mà McCartney đã có bước tiến rõ rệt trong cách chơi bass của mình, thì người viết sử về The Beatles, Chris Ingham, lại cho rằng Rubber Soul là dấu mốc mà Paul "thực sự điều khiển được" cây bass của mình, đặc biệt trong ca khúc "The Word"[227]. Tony Bacon và Gareth Morgan cùng đồng tình với quan điểm đó, cho rằng sự "tiến bộ" của McCartney là một "đỉnh cao mới của cách chơi bass" và là "bằng chứng rõ ràng trong mặt thu âm về tài năng của ông với nhạc cụ này"[228]. MacDonald đưa ra kết luận rằng McCartney ảnh hưởng từ "Papa's Got a Brand New Bag" của James Brown, "In the Midnight Hour" của Pickett và nhạc soul của Mỹ, từ đó "bộc lộ một cách tự phát cách chơi bass vào thời điểm đó"[229].

Bacon và Morgan miêu tả rằng cách chơi bass của McCartney trong "Rain" "thực sự bất ngờ... [McCartney] nghĩ về cả việc chơi bass làm nền cũng như làm lead [trong khi lựa chọn] vào các đoạn thắt... việc đó giúp ông làm rõ hơn các giai điệu mà không cần phải làm cho âm thanh thêm sắc"[230]. MacDonald gọi ca khúc đó là mặt B đĩa đơn mượt mà nhất, "thứ hòa âm lanh lảnh xung quanh tiếng bass của McCartney". Ông cũng miêu tả những tiếng bass đó là "sự đe dọa tiềm tàng có thể áp đảo toàn bộ ca khúc", cùng với đó là sự chú ý tới ảnh hưởng của âm nhạc cổ điển Ấn Độ trong "những đoạn luyến cuốn hút của phần bass"[231].

Với acoustic, McCartney thường chơi kiểu flatpick với gảy, tuy nhiên đôi lúc ông cũng chơi gảy bằng ngón (fingerpick)[221]. Hàng loạt ca khúc của The Beatles mà Paul chơi acoustic vô cùng thuần thục: "Yesterday", "I'm Looking Through You", "Michelle", "Blackbird", "I Will", "Mother Nature's Son" và "Rocky Raccoon"[232]. Trong số đó, "Blackbird" là ca khúc ưa thích của ông: "Tôi thường có vài trò khi chơi fingerpick, và trong "Blackbird" đôi lúc tôi đánh đồng thời 2 dây cùng lúc... Tôi thực sự cố bắt chước mấy nghệ sĩ chơi nhạc folk."[221] McCartney hay sử dụng cây Epiphone Texan, cùng với đó là Martin D-28[233].

McCartney chơi lead guitar trong khá nhiều ca khúc của The Beatles, mà theo MacDonald đó là "cách chơi guitar solo vô cùng góc cạnh và dữ dội" trong "Drive My Car" với cây Epiphone Casino; Paul nói: "Nếu tôi được cầm một cây guitar điện thì nó phải chơi như thế."[235] Ông cũng chơi lead trong sáng tác của Harrison "Taxman", mà theo MacDonald là "cách chơi guitar solo gây sốc", cùng với đó là "rền rĩ" trong "Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band" và "Helter Skelter", "sáng lòa" trong "Good Morning Good Morning". Trong "Taxman", McCartney bình luận: "Tôi lấy cảm hứng từ Jimi Hendrix. Đó là trải nghiệm đầu tiên của tôi khi dùng feedback cho guitar."[221] Năm 1990, khi được hỏi ai là tay guitar ông thích nhất trong số Eddie Van Halen, Eric Clapton và David Gilmour, Paul bình thản nói: "Tôi vẫn thích Hendrix nhất."[221] Trong những năm gần đây, ông dùng nhiều cây Gibson Les Paul, nhất là trong các buổi trình diễn trực tiếp[236].

McCartney chơi piano trong khá nhiều các ca khúc của The Beatles, tuy nhiên phần nhiều do chính ông sáng tác, như "Every Little Thing", "For No One", "A Day in the Life", "Hello, Goodbye", "Hey Jude", "Lady Madonna", "Let It Be" và "The Long and Winding Road"[237]. MacDonald cho rằng phần piano trong "Lady Madonna" rất giống với Fats Domino còn "Let It Be" thì nghe như nhạc phúc âm[238]. MacDonald nói tiếng mellotron mà McCartney chơi trong "Strawberry Fields Forever" là vô cùng phù hợp với nhân vật trong ca khúc[239]. Paul sử dụng máy chỉnh âm Moog trong 2 ca khúc "Maxwell's Silver Hammer" và "Loup (1st Indian on the Moon)" (của Wings)[240]. Ingham miêu tả 2 ca khúc của Wings "With a Little Luck" và "London Town" "tràn đầy những nốt nhạy cảm của nhạc pop"[241]. McCartney cũng dùng máy chỉnh âm trong một ca khúc khác nữa, "Wonderful Christmastime"[242].

Giọng ca của McCartney pha trộn khá nhiều phong cách. Chẳng hạn trong "Call Me Back Again", Benitez đánh giá "giọng McCartney nghe giống giọng solo nhạc blues". Ian MacDonald nói "I'm Down" là "giọng rock and roll cơ bản"[243]. Ông cũng cho rằng "Helter Skelter" là tiền đề của heavy metal, trong khi "Hey Jude" là một "huyền thoại của pop/rock" cho thấy rằng McCartney đã dùng cả "những đoạn luyến của nhạc phúc âm" và thêm "đoạn kết bất ngờ theo kiểu nhạc soul"[244]. Theo Benitez, "Hope of Deliverance" và "Put It There" là những ca khúc mà McCartney đã cố thể hiện theo phong cách nhạc folk, còn nhà nghiên cứu âm nhạc Walter Everett cho rằng "When I'm Sixty-Four" và "Honey Pie" đã gần giống với vaudeville (một dạng hát nhạc kịch)[245].

"Yesterday" được công nhận rộng rãi là một trong những bản ballad hay nhất lịch sử, trong khi MacDonald miêu tả "She's a Woman" như một ca khúc của hard rock "âm thanh đỉnh cao nhất mà họ đã từng thực hiện", và nói về giọng McCartney "đã đi tới giới hạn, ép hơi tới hết khả năng của lồng ngực thậm chí có thể đe dọa vỡ bất kể lúc nào."[246] MacDonald nói "I've Got a Feeling" là "tục tĩu và gần với một rocker" với "một chất giọng mạnh mẽ và có hồn", còn "Back in the U.S.S.R." là "ca khúc cuối cùng [của Beatles] theo nhịp nhanh". Ông cũng đánh giá cao cách McCartney "belting" trong "Drive My Car"[247].

Trong một số ca khúc của The Beatles, McCartney trở thành tay trống bất đắc dĩ, ví dụ như "Back in the U.S.S.R.", "Dear Prudence", "Wild Honey Pie" và "The Ballad of John and Yoko"[248]. Ông cũng tự mình chơi trống trong 2 album solo đầu tay của mình, McCartney và McCartney II, và trong các album của Wings, bao gồm Band On The Run và Chaos and Creation in the Backyard[249].

Âm nhạc của Paul sớm bị ảnh hưởng bởi nhiều nghệ sĩ khác, bao gồm Elvis Presley, Carl Perkins, Buddy Holly, Chuck Berry và Little Richard[250]. Khi được hỏi tại sao Presley không có mặt trong bìa của Sgt. Pepper, McCartney trả lời: "Elvis quá quan trọng và ở xa phía trên so với những người khác. Tôi nghĩ mọi người đều công nhận điều này, vậy nên chúng tôi không cho ông ấy vào trong danh sách, vì đơn giản ông ấy hơn hẳn mọi nghệ sĩ nhạc pop khác. Ông ấy là Elvis the King."[251] Theo MacDonald, cách chơi bass của McCartney trong "I Saw Her Standing There", đã bị "lấy cắp" bởi Chuck Berry trong "I'm Talking About You"[252].

Theo Penkins, McCartney gọi Little Richard là "thần tượng", và thừa nhận rằng cách lấy giọng ngân được lấy cảm hứng từ chính ca sĩ da màu này[253]. McCartney cũng nói viết "I'm Down" theo phong cách của Little Richard[254].