Musik nimmt an der Petruskirche eine ganz besondere Stellung ein. Seit Bestehen der Kirche gehört die Position eines A-Kirchenmusikers zum Stellenplan.
Als erster hauptamtlicher Kantor wirkte der Gießener Hans-Georg Bertram - heute Professor für Kirchenmusik in Eßlingen-, der als Komponist Bedeutung erlangt hat. Abgelöst wurde er 1979 von Herfried Mencke, der das Musikleben an der Kirche und in der Stadt seitdem prägt. Die Petruskirche verfügt über eine 3-manualige Orgel der Firma Förster und Nicolaus in Lich mit 33 Registern. Klassische, traditionelle und zeitgenössische Orgelliteratur bringt Herfried Mencke mit großem Können darauf zu Gehör. Aber auch viele internationale Künstler - unter anderem Jean Langlais, Gaston Litaize und Naji Hakim - spielten bereits auf der Orgel.
Internationale Musiker mit prominenten Ensembles und Solisten, wie z.B. dem ersten Organisten von Paris Notre Dame, Olivier Latry und Justus Frantz bereichern das Kulturleben der Stadt. Tradition haben ein Weihnachtskonzert mit alten und neuen Weihnachtsliedern, ein Meditationskonzert am Silvesterabend sowie das Orgelkonzert "Happy birthday, Johann Sebastian" zu Bachs Geburtstag.

Petruskantor Herfried Mencke konzertierte in den meisten europäischen Ländern und den USA, darunter Helsinki (Dom), Hamburg (Musikhalle), Paris (Notre Dame), Madrid, New York, Washington und Atlanta. In den USA leitete er Meisterklassen. Er ist außerdem Propsteikantor für Oberhessen und Orgellehrer an der Universität Gießen.
Ihren festen Platz hat die Musik im sonntäglichen Gottesdienst. Häufig werden musikalisch besonders gestaltete Gottesdienste gefeiert. Regelmäßig wirken auch die Kinderchöre und der Spatzenchor sowie Mitglieder der Kantorei mit. Daneben gibt es Gottesdienste mit Solisten und kleinen Instrumental-Ensembles oder einem Solo-Quartett der Kantorei.