Ed O'Brien is een van de drie gitaristen van Radiohead en is ook verantwoordelijk voor de harmoniezang tijdens liveconcerten en op veel nummers van de albums van de band.

Ed O'Brien staat bekend om zijn grote verzameling effectpedalen, die belangrijk zijn voor het creëren van het kenmerkende geluid van Radiohead. Zelfs op nummers zonder gitaarwerk worden zijn pedalen gebruikt voor andere doeleinden, zoals het aanpassen van de vocalen van Thom Yorke.

Naast dat hij een autodidactische gitarist is, is Ed O'Brien ook een bekwame drummer. Hij heeft bijgedragen aan de drums op het nummer 'There There' van Radiohead en een extra drumstuk op de b-kant 'Pearly*'.

Ed O'Brien heeft belangrijke bijdragen geleverd aan nummers zoals 'Karma Police' (het creëren van het effect dat het nummer afsluit), 'Lucky' (het effect dat het nummer opent en zijn achtergrondzang) en 'Treefingers' (zijn gitaarakkoorden werden elektronisch verwerkt om als ambientmuziek te klinken).

Ed O'Brien heeft bijgedragen aan een soundtrackproject voor de BBC-dramaserie 'Eureka Street', speelde gitaar op nummers van een Asian Dub Foundation-album en werkte samen met Neil Finn als onderdeel van het 7 Worlds Collide-project.