Артемизия Джентилески е била силно повлияна от баща си, който също така е бил и нейният учител. Особено в ранните й творби, тя и възприема неговите предпочитанията за детайл и бароков патос. Подобно на баща й, тя също е силно повлияна от Адам Елсхаймер и Караваджо, които били лични приятели на баща й. Така Орацио и Артемизия Джентилески могат да се разглеждат като важни представители на караваджиския стил на рисуване, който впечатлява с реалистичното изобразяване и драматични светлинни ефекти.
Когато се омъжва през 1612 г. и се премества във Флоренция, тя доразвива стила си на рисуване и се отделя от този на баща си. Нейните картини станават още по-живи и емоционални. Тя също така развива караваджизъм, като прави цветовете все по-ярки и по-ярки. Характерните й цветове са кафяво-охрени тонове, ярко червено и дълбоко синьо, както и сенките в оранжеви тонове. Характерно за нея е и прецизно рисувана драперия от гънки, както и висока степен на материалност, достигаща да натурализъм в детаилите на на облеклото и аксесоарите.
Както дъщерята Джентилески, така и бащата успяват да приспособят стила си към съответните художествени области, в които работят. И точно както Орацио се адаптира към вкуса на английския двор в късната си работа в Англия, Артемизия приема флорентински стил във Флоренция и неаполитански стил в Неапол. В по-късната си работа тя променя концепцията си за женственост и се доближава до болонския стил на рисуване, който отново изисква идеализираната екзалтация на човека. Нейните фигури стамат по-деликатни, особено женските й фигури губята тяхната активност и сила.
Известно е, че в по-късни времена от своята художествена кариера, тя изучава голи модели за композициите си, но в много от нейните картини се появяват и нейни черти и форми на тялото, например в автопортрета й като алегория на живописта.
Необичайно е, че Артемизия е била активна в област, в която по това време доминират мъже и имала свой собствен кръг от ученици и последователи мъже. За разлика от малкото други жени художници от своето време, които са били известни, тя не се ограничава до жанрове, характерни за жените по онова време - като портретна живопис, натюрморти от цветя и плодове, миниатюрна живопис, пейзажна живопис - но избира историческия жанр в живописта, който по онова време е считан за най-благородния и обикновено е запазена марка за мъже художници; същото важи и за митологични и библейски теми, които тя рисува в платна с големи формати. Централните персонажи на нейните картини често са женски героини, като Юдит или Лукреция.
Картините на Артемизия показват жени с необикновена харизма, чиито пози изразяват психологическа, а не физическа драма. Нейните женски фигури са смели, решителни, енергични, а мъжките в повечето случаи и най-вече показват чувство на страх, импотентност и страдание.