这首诗作于唐代宗大历元年（766年），当时杜甫正流寓夔州，因瞻拜武侯祠有感而作此诗以悼念诸葛亮。该诗前两句描写庙内、外的景色，描写山之空寂，也暗示武侯一生的志业早已随岁月而消逝，回首往事一切皆空。后一联诗以短短十个字概括了诸葛亮的一生，道出了武侯放弃早年隐居南阳的生活而终身尽瘁国事，以身许国、义无反顾的境遇和心情。
“遗庙丹青落，空山草木长。”这两句写诗人瞻仰武侯庙所看到的一片萧条破败的景象。上句写庙。诗中“丹青”，指庙中的壁画；“落”，剥落、脱落。从“遗”字和“落”字可想而知，前来祭拜的人很少。想当年诸葛亮为蜀汉的创建和巩固，倾注了毕生的心血，而诸葛亮的遗庙竟是这样的景象，诗人顿生感慨。再看下句，诗人站在武侯庙放眼四望，周遭环境也是如此的空寂和荒凉。“空山”，指白帝山。诗人用一个“空”字，似乎是说这山上什么也没有，空空如也，说明人迹稀少；一个“长”字，说明草木无忧无顾地生长，倒很茂盛，进一步反衬出武侯庙位于一片荒山野草之中，是多么的令人感伤！
“犹闻辞后主，不复卧南阳。”这两句由武侯庙写到诸葛亮，对诸葛亮的出山辅佐刘备以及后主，赞叹有加。诗人似乎还能听到诸葛亮作《出师表》辞别后主的声音，可他壮志未酬，病死军中，在也无法功成身退，回到故地南阳啊。上句“犹闻辞后主”，“辞后主”，蜀建兴五年（227年），诸葛亮出兵汉中，实行伐魏，临行上《出师表》，向后主刘禅辞行，告诫后主要亲君子，远小人，表明自己的一片忠贞之心。下句“不复卧南阳”是上句的继续，由于诸葛亮将一生献给蜀汉事业，在也不能回到他的躬耕之地南阳了。“南阳”，郡名，诸葛亮曾躬耕于此。“不复”二字，既写出了诸葛亮为报答刘备三顾之情，将一生献给蜀汉事业的伟大功业和奋斗精神；也表达了诗人对诸葛亮的赞叹之情和无法功成身退返故乡的惋惜之情。
这首诗虚实相生，融情于景。清代王夫之在《姜斋诗话》中说“情景名为二，而实不可分。神于诗者，妙合无限。巧者则有情中景，景中情。”这首诗可以说是情景交融的代表作，具有很高的艺术价值。
此诗有托古讽今之意，名托刺秦始皇、汉武帝迷信求仙、穷兵黩武，实讽唐玄宗，具有深刻的社会意义。全诗可分为三部分。
首二短句为第一段，点明登高山望远海。登高临海，极目远眺，诗人心潮澎湃，但他并没有写沧海扬波，洪涛排空的景象，而去写与大海、高山相关联的神话传说。
中间八句为第二段，写望中想到传说中的神仙境界并不存在，神话传说也为虚妄。六鳌成枯骨，三山已经是过眼云烟。扶桑摧折，太阳的光彩已沉没殆尽。“银台金阙”犹如梦中烟云，秦皇汉武寻求的长生药亦如幻影。精卫填海，徒劳无功；鼋鼍为梁，不足为凭。
末六句为第三段。写望中想到秦始皇、汉武帝穷兵黩武，妄想长生，终归一死。这一段为全诗之主旨所在。秦始皇骊山构陵，汉武帝茂陵筑墓，均已倾废荒芜。到而今，当年的英豪雄强早已灰飞烟灭，风光不再，只有听凭牧羊子赶着羊群来登临践踏。他们的魂灵守不住他们的墓冢，他们的余威阻止不了盗墓者贪婪的掘夺。昔日穷兵黩武，威加四方，何等霸气。如今仍落得个如此下场，要想乘飞龙而成仙，那简直就是白日做梦。历史就是无情的，自然也是残酷的。那些想超越自然法则的“野心家”们，终究如凡夫俗子一样，化作灰，堕为尘，成为深埋土堆里的一把枯骨，与庶民百姓没有两样。而他们那些愚妄的做法，最终成为后人的笑柄。诗意还不仅限于此。怀古仅仅是引领诗兴，由之写来，直奔主题。唐玄宗，溺于佛道，好神仙，求长生，比起秦皇汉武来，犹过之而无不及；其穷兵黩武之举，荒淫误国之行，与之相比，并无二致。借古鉴今，借古喻今，借古讽今，才是这首诗真正的主旨。
这首诗主要不是怀古之作，而是感时之作。登高山，望远海，面对着绝好的写诗环境，绝好的诗歌材料，诗人却遥遥想起了历史上两位雄才大略的皇帝的求仙的荒诞，予以严厉抨击。这是对此类皇帝的讽刺和批判，也是对当朝皇帝的暗示。感时伤世，抨今讽今，说明诗人虽落泊漂零，仍然心系朝廷，心系国运。
此诗典故密集，一个典故代表一种意象。这些意象的有序排列，组成了全诗的思维结构。