这首诗前十四句极言旅顺港的形势之壮险、战备之精良、军威之雄壮，正是天下无双，固若金汤。最后两句骤然转折，将前文陡然抹倒，金城之固，毁于一旦，于大起大落中寄托了诗人无限的悲愤叹惋。全诗描写生动，语言通俗，格调沉重。全诗十六句，可分为三个层次。
从“海水一泓烟九点”至“龙旗百丈迎风颭”为第一层次，极写旅顺口形势的险要，炮台和大炮的精良、威严，港口布防的坚固。诗人一开始便以一种自豪的激情描写旅顺口的壮险的形势：“海水一汉烟九点。”这里将李贺《梦天》诗“遥望齐州九点烟，一泓海水杯中泻”缩为一句的开头，居高临下，气势不凡。诗人像是引导读者从飞机上俯瞰辽阔的祖国大地。面对着如此壮险的海港，诗人由衷地发出赞叹：“壮哉此地实天险”。诗人选取了炮台、大炮、深、巨舰，龙旗等具有典型意义的事物，着重表现旅顺口形势之险要，装备之精良，防务之坚固。再加上发炮时的雷鸣电闪，港湾里的龙旗招展，写得有声有色，字里行间蕴含着对祖国的热爱和自豪的激情。
第二个层次从“长城万里此为堑”至“万鬼聚谋无此胆”，揭露帝国主义时时妄图掠夺旅顺、入侵中国领土的阴谋。“昂头侧睨视眈眈，伸手欲攫终不敢 ”，诗人以拟人化的手法把海港要塞写成昂首的猛虎，警惕地注视着阴谋入侵的敌人，终于使它们不敢轻举妄动。“谓海可填山易撼，万鬼聚谋无此胆”，这里用昂首的猛虎比中国军民，用“万鬼”比喻帝国主义列强，表现了对自身力量的自信和对敌人的蔑视，爱憎感情鲜明而强烈。而且，“昂头侧脱何耽耽”一句同前面的“炮台屹立如虎阐’相呼应，保持了形象的连贯和完整。
“一朝瓦解成劫灰，闻道敌军蹈背来”为第三层次，诗人以画龙点睛之笔高度概括了旅顺失陷的惨痛历史。谁知诗人引为自豪的如此坚固的要塞，竟然“一朝瓦解成劫灰”，这里面蕴含着诗人无限的哀痛和悲愤。如前所述，日军是从后路攻入旅顺的。诗人并没有重复旅顺失陷的战争过程，而是用“闻道敌军蹈背来”一句委婉含蓄地高度概括，揭示了旅顺港失陷的原因，深含着对应当为这次战争的失败负责的腐败政府和无能将领的不满与谴责，表现了诗人的巨大的哀痛与悲愤。
全诗感于哀乐，缘事而发，真实地记录了旅顺失守的情景。题为“哀旅顺”，实则表现了诗人对昏庸无能之清政府的愤怒谴责、对迫在眉睫之民族危亡的深切焦虑，同时也蕴含有抵御外悔的爱国情怀。这首诗在艺术上采取史诗般的笔法，站在历史的高度，对甲午海战加以高度概括与真实记录，显示了诗人驾驭重大题材的能力。其次，全诗以大量篇幅对我、敌双方的形势加以渲染，采用层层铺垫、卒章显志的方法来突出主题。