Il suo stile evidenzia l'influenza del Rinascimento italiano e del Realismo, in contrasto con gli stili di ritratto propri del Modernismo e Postmodernismo in auge negli anni della sua attività. Specializzato in ritrattistica, la sua attività è nota soprattutto per il ritratto del 1955 di Elisabetta II del Regno Unito. Eseguì dei ritratti anche per personaggi quali Papa Giovanni XXIII, John Fitzgerald Kennedy, Principe Filippo, Principessa Margaret, Lord Moran, sebbene i soggetti preferiti dei suoi lavori fossero persone meno agiate, di cui era abile a ritrarre non solo l'aspetto esteriore bensì anche i sentimenti e la loro indole. Famoso fra questi il ritratto di Cinciarda, un barbone che frequentava il suo studio Fiorentino durante la seconda guerra mondiale. Dal 1966 al 1988, il suo periodo più fecondo, è tutto un susseguirsi di mostre prestigiose di cui molte alla Royal Academy di Londra. Tra le mostre effettuate in Italia si ricordano per il notevole successo ottenuto quelle di Milano. Nella Basilica dell'Abbazia di Montecassino: in cui è possibile ammirare sulla facciata interna la Gloria di San Benedetto 35 m², Abramo, Mosè. Nella cupola è affrescata la morte di Santa Scolastica, la morte di San Benedetto, la visione di San Benedetto, mentre nei pennacchi della cupola sono raffigurate le allegorie dei voti che professano i monaci: la castità con in mano la lampada; la stabilità con l'ancora e la colonna; la povertà che si appoggia alla croce e lascia cadere il denaro; l'obbedienza in atteggiamento d'ascolto. in Piazza del Duomo  a Firenze sulla facciata del palazzo della Misericordia, proprio di fronte al Campanile di Giotto (La Carità - rappresentazione di un confratello che trasporta un infermo con la tradizionale zana). Nella chiesa di San Lorenzo in Firenze è Presente una Pala d'altare raffigurante San Giuseppe lavoratore, mentre un'altra tavola raffigurante l'abate Desiderio che riceve la regola da san Benedetto si trova nella navata sinistra della Basilica di Montecassino. Una delle sue opere più importanti è il ciclo pittorico della Chiesa parrocchiale di S. Michele Arcangelo a Ponte Buggianese. Vi ha lavorato dal 1967 sino alla morte, con l'aiuto di vari allievi. Nel 2008 è stato aperto a villa Bardini a Firenze il "Museo Pietro Annigoni".

Onorificenze

	Cavaliere di gran croce dell'Ordine al merito della Repubblica italiana
	— 14 novembre 1975

	Grande ufficiale dell'Ordine al merito della Repubblica italiana
	«Di iniziativa del Presidente della Repubblica» — 2 ottobre 1968