La seva producció fou essencialment de música polifònica i litúrgica. El principal compositor fou Giovanni Pierluigi da Palestrina, l’estil del qual influí poderosament en el dels altres compositors adscrits a aquesta escola. Palestrina ocupà els principals càrrecs musicals de l’Església romana i contribuí a definir l’estil característic de la música d’església, el que amb el temps s’anomenà stile antico o palestrinià. Aquest es caracteritza pel conreu de la música vocal sense acompanyament, amb una marcada tendència diatònica i un gran control de la dissonància, destacant sempre la fluïdesa melòdica. La majoria dels compositors habitualment identificats amb aquesta escola foren deixebles directes de Palestrina i treballaren, com ell, en el servei papal. Alguns dels noms més destacats foren Ruggiero Giovannelli, Annibale Stabile (~1535-1595), Giovanni Andrea Dragoni (~1540-1598), Giovanni Maria Nanino (~1544-1607), Felice Anerio (~1560-1614) i Giovanni Francesco Anerio (~1567-1630), Francesco Soriano (1549-1621) i Gregorio Allegri (~1582-1652). L’estil característic de l’Escola Romana, però, ultrapassà els límits de la ciutat i tingué molts imitadors arreu, especialment entre els compositors italians de música sacra com Vincenzo Ruffo o Giovanni Matteo Asola (~1524-1609). Durant el segle XVII l’Escola Romana tingué continuïtat especialment en compositors vinculats a les institucions eclesiàstiques romanes com Paolo Agostini (~1583-1629), Orazio Benevoli (1605-72), Antonio Maria Abbatini (~1609-~1679) o Virgilio Mazzocchi (1597-1646). Moltes de les obres d’aquests autors reberen la influència de les de l’Escola Veneciana del final del segle XVI, especialment pel que fa a l’increment del nombre de veus de la polifonia, cosa que donà lloc a l’anomenada escola policoral romana.