Преобладающее количество покаянных стихов в рукописях XVI–XVII вв. нотировано одноголосной знаменной нотацией. Исследователи выявили также стихи с путевой и демественной нотациями в многоголосной традиции. Вариантность распевов, свойственная покаянным стихам, иногда обозначается в заголовках текстов («болшая», «болшим знаменем», «путь», «надгробная»), ряд стихов распет на несколько гласов (многогласники «Воинской трегласной стих. Придете христоносении людие», «Богатством ли пространствуеши ся»). Музыкальные истоки форм и интонаций покаянных стихов – знаменный распев, плачи, народная песня, в XVIII–XIX вв. – канты, иногда напевы чёткого плясового рисунка, духовный концерт. В сборниках стихов XVI–XVII вв. ряд песнопений выделяется мелизматической мелодикой, берущей начало из знаменных, плачевых и песенных интонаций. Авторские распевы покаянных стихов выписываются с середины XVII в.: Кирилла Гомулина, архимандрита Исаии (Лукошко). Кроме того, выявлены примеры двух и трёхголосного распева покаянных стихов и духовных стихов в кантовой традиции, в многоголосной традиции духовных концертов XVIII в. Сдерживающим моментом в варьировании напева, так же как и в словесном тексте, может быть книга: в старообрядческой среде некоторые стихи нередко поются по крюкам. Соотношения мелоса и текста достаточно разнообразны: один и тот же стих может иметь разные напевы, на один и тот же формульный напев могут исполняться разные стихи, наконец, бывают стихи, во всех территориальных и конфессиональных вариантах имеющие один и тот же напев. Эпические духовные стихи по напевам почти не отличаются от былин. В каждой локальной традиции духовные стихи противостоят всем остальным песенным жанрам, прежде всего, по способу бытования. Как правило, их поют в постные дни и в особых обрядовых ситуациях, что сопряжено с характерным стилем исполнения, обычно близким к церковному типу пения. Одна из стилистических разновидностей покаянных стихов, синтезирующая национальные и западные традиции, – псальмы содержится в нотолинейных сборниках XVII–XVIII вв. Псальмам свойственна кантовая мелодика, парная рифма («двоестрочие» – подлинный термин, возникший в жанре двоестрочных стихов XVII в.). Духовные стихи существуют не только в православной среде: часть общерусских и старообрядческих духовных стихов поют духоборцы и молокане, включая их в число своих духовных жанров, псалмов и «стишков» (духоборцы), в так называемые избранные, т.е. не имеющие точного соответствия в библейском тексте, псалмы и духовные песни (молокане). Так, в 1980 гг. было зафиксировано пение закавказскими духоборцами псалма «Царь Давыд Евсеевич», варианта «Голубиной книги», практически полностью совпадающего с текстом из сборника В.Г. Варенцова, в котором в примечании к стиху указано: «Зап. от духоборцев, с. Верхотишанки, Воронежской губ. Бобровского уезда». В секте молокан распространены стих «О расставании души с телом», бытующий как «Духовная песня», и стих об Иосифе Прекрасном, исполняемый в качестве «избранного» псалма. Типологическая общность с покаянными и духовными стихами прослеживается и в других национальных христианских культурах, например, в армянской: в «Книге скорбных песнопений» Григора Нарекаци, в «Мученичестве нового страстотерпца Христова отрока Ованеса» и др.