Op 12 December 1527 werd hij benoemd en aangesteld als kapelmeester aan de St Marcuskerk te Venetië; dit was gedurende de Vroeg-Renaissance een der meest benijdenswaardige ambten in de Europese muziekwereld. Gedurende 35 jaar, tot aan zijn dood in 1562, bleef hij dit ambt met een onbetwistbaar gezag vervullen. Oude bescheiden tonen duidelijk, dat hij er de gunst genoot van de gekende doge Andreas Gitri (1454-1538). De San-Marco-kathedraal, met haar weidse koepels en schitterende mosaïeken was door de praalzucht der Venetiaanse dogen de evenknie geworden van de Roomse St Pieters- en St Jan-van-Lateranen-basilieken.
Daar in dit grootse en gewijde midden heeft onze landgenoot 35 jaar lang zijn tijdgenoten in verrukking gebracht door de weelde van zijn ongeëvenaarde toonkunst. Hij was er de prins van de muziek en dat gedurende een tijdstip, dat de rijzende ster en de stijgende roem van de Italiaan Palestrina (1526-1594), de grootmeester der mis, de voorrang voor de zuiver Italiaanse muziek dreigde te veroveren.
Willaert bleef er steeds zijn afkomst en zijn eigen aard getrouw; hij liet herhaaldelijk Vlaamse zangers benoemen bij zijn zangkapel; de twee orgels van de St Marcus-kerk zijn tachtig jaar lang door Vlaamse orgelisten bespeeld geworden. In 1542 en in 1556 kreeg hij een tijd verlof, om telkens naar Vlaanderen terug te keren en ook in zijn testament handelt hij over de bestemming van zijn bezittingen in het Vlaamse land.
De uitstraling van Willaert's persoonlijkheid en van zijn kunst te Venetië is nog belangrijker dan deze van Orlando Lassus aan het hof te München en van Philippus di Monte aan het keizerlijk hof te Wenen.
Het compositorisch werk van Adriaan Willaert bevat hoofdzakelijk liturgische a-capella-muziek, namelijk een vijftal missen en veel motetten; als profane muziek komponeerde hij madrigalen, stukken, snedig van vorm in contrapuntische polyfone stijl, ook liederen en vilanellen, zangstukjes op Italiaanse dichtwerken in dialect, in welke zich de volksziel op naïeve wijze veropenbaart, daarbij nog fantaisies en ricercaren voor orgel; de ricercare is een kompositie, voorloopster van de fuga, opgevat in polyfonische imitatie-stijl, waarvoor het motet als model diende.
In die tijd was de muziekkunst hoofdzakelijk vocaal; de zuiver-instrumentele kunst is slechts veel later, gedurende de 17e en de 18e eeuw tot ontwikkeling gekomen. Men hield het nog steeds met de theoriën van de Griekse wijsgeer Plato, die de zuiver-instrumentele kunst als barbaarsheid bestempelde. De regels van de harmonie dagtekenen ook maar van een latere datum, zodat de polyphonische of méérstemmige zangkunst steeds volgens de regels van het contrapunt gesteld was.
Contrapunt is een tegelijk aanwenden van twee of méér zangpartijen, die zoveel mogelijk met elkaar contrasteren; volgens zekere wel bepaalde regels wordt een noot met een andere geassocieerd, zonder te letten op de aldus gevormde akkoorden, alleen rekening houdend met de gevormde toonafstand (noot tegen noot, punt tegen punt, vandaar de naam contrapunt). Met deze procédés als grondslag schreef men in enkel contrapunt, doch ook in dubbel, drie- of vierdubbel contrapunt, dit wil zeggen zodanig, dat de omkering of de verwisseling der stemmen mogelijk wordt. Deze stemmen zetten achtereenvolgens in, gewoonlijk in imitatie of in canon, regelmatig of onregelmatig en aldus ontstond een ingewikkelde schrijfwijze, waarbij het zuiver cerebrale soms ver boven de gevoelsuitdrukking hoogtij vierde.
In deze gedachtenorde ontstonden als godsdienstige komposities: de mis op de latijnse tekt van het ordinarium, het motet, een stuk van mindere afmetingen met enige latijnse zinsneden getrokken uit de katholieke liturgie, verder psalmen, hymnen en antiennen. De profane muziek was in het repertorium van die tijd vertegenwoordigd door liederen en méérstemmige madrigalen. Later onder invloed der Lutheriaanse Hervorming ontstond het ‘Koraal’, een godsdienstige hymne, eenvoudig en ernstig, verdeeld in phrasen, met een orgelpunt of rust na elke phrase, met de melodie steeds in de soprano-partij en de tekst in de moedertaal in plaats van in 't Latijn. De bedoeling was: de terugkeer naar de eenvoud, met ontlasting van alle ornamenten en wereldse praal en van overdreven contrapuntische complicaties.
In deze belangrijke periode van de Muziekgeschiedenis is Adriaan Willaert een echte overgangsfiguur: zijn eerste komposities, missen en motetten zijn nog in de gevestigde stijl der Nederlanders, die hem voorafgingen. Doch in zijn latere werken ontwaart men méér en méér de karakteristieke eigenschappen van de Venetiaanse school: de homophonie, de dubbelkorige structuur en de chromatiek.
Homophonie bestaat hierin, dat op veel plaatsen één stem de melodische lijn toebedeeld wordt, terwijl de andere stemmen een méér begeleidende rol te vervullen hebben; het is de cantus-firmus-techniek, gewoonlijk in de tenor-partij. Tegen de lange, brede notenfiguren van de tenor bewegen zich de overige partijen in een vrije polyphonie in rapper opeenvolgende notenfiguren.
Dubbelkorige structuur. In de St Marcus-kerk te Venetië bevonden zich twee tribunes of hoogzalen, elk van een orgel voorzien. Op elke tribune liet Willaert een volledig koor plaatsen en deze beide koren zongen afwisselend in beurten ook wel in samenzang. Ten gevolge van deze omstandigheid kwam de komponist ertoe, deze samenzang tot een systematisch procédé uit te werken. Het verdient echter aangestipt, dat de bisschop Ambrosius reeds vroeger op de gedachte kwam twee éénstemmige groepen met elkaar af te wisselen en dat in enkele werken van Josquin des Prés (1450-1521) ook reeds de kiem voor een dubbelkorige structuur aanwezig was. In de antiennen bij voorbeeld zongen twee koren beurtelings, terwijl het slot in samenzang gebeurde. Aan Willaert komt echter de verdienste toe, deze vorm tot een systeem van polyphonie voor gewone toepassing uitgewerkt te hebben.
Chromatiek. Deze nieuwigheid, die later bleek ontzaglijke