“花近高楼伤客心，万方多难此登临。”提挈全篇，“万方多难”，是全诗写景抒情的出发点。在这样一个万方多难的时候，流离他乡的诗人愁思满腹，登上此楼，虽然繁花触目，诗人却为国家的灾难重重而忧愁，伤感，更加黯然心伤。花伤客心，以乐景写哀情，和“感时花溅泪”（《春望》）一样，同是反衬手法。在行文上，先写诗人见花伤心的反常现象，再说是由于万方多难的缘故，因果倒装，起势突兀；“登临”二字，则以高屋建瓴之势，领起下面的种种观感。
“锦江春色来天地，玉垒浮云变古今”，诗人从登楼看见的景色开始写起，描绘了一幅壮美的山河景观。锦江水夹带着朝气盎然的春色从天地间奔腾而来，玉垒山上的浮云飘忽不定，这使诗人联想到了动荡不安的国家，那浮云飘移就像是古今世势的更替变幻。上句从空间上扩展，下句从时间上蔓延，这样延展开来，顿然形成了一片宏阔悠远的意境，包括诗人对国家山河的热爱和民族历史的回忆。并且，登高望远，视野开阔，而诗人偏偏向西北方向望去，可见，诗人心怀国家，此时，他忧国忧民的高大形象跃然纸上。
“北极朝廷终不改，西山寇盗莫相侵”，主要写国家战事。诗人登楼远眺，由浮云想到了国家现时情况，虽然大唐朝廷风雨动荡，但代宗又回到了长安，可见“终不改”，这照应了上一句的“变古今”，语气中流露了诗人强烈的爱国之情。下句“寇盗”“相侵”，进一步说明第二句的“万方多难”，针对吐蕃的觊觎寄语相告：“莫再徒劳无益地前来侵扰！”词严义正，浩气凛然，在如焚的焦虑之中透着坚定的信念。
“可怜后主还祠庙，日暮聊为《梁甫吟》。”后主，指蜀汉刘禅，宠信宦官，终于亡国；先主庙在成都锦官门外，西有武侯祠，东有后主祠；《梁甫吟》是诸葛亮遇刘备前喜欢诵读的乐府诗篇，用来比喻这首《登楼》，含有对诸葛武侯的仰慕之意。诗人伫立楼头，徘徊沉吟，很快日已西落，在苍茫的暮色中，城南先主庙、后主祠依稀可见。想到后主刘禅，诗人不禁喟然而叹：“可怜那亡国昏君，竟也配和诸葛武侯一样，专居祠庙，歆享后人香火！”这是以刘禅比喻唐代宗李豫。李豫重用宦官程元振、鱼朝恩，造成国事维艰、吐蕃入侵的局面，同刘禅信任黄皓而亡国极其相似。而诗人自己，空怀济世之心，苦无献身之路，万里他乡，高楼落日，忧虑满怀，却只能靠吟诗来聊以自遣。
全诗寄景抒情，将国家的动荡、自己的感怀和眼前之景融合在了一起，相互渗透，用字凝练，对仗工整，语势雄壮，意境宏阔深远，充分体现了诗人沉郁顿挫的诗风。
这首七律，格律严谨。中间两联，对仗工稳，颈联为流水对，有一种飞动流走的快感。在语言上，特别工于各句（末句例外）第五字的锤炼。首句的“伤”，为全诗点染一种悲怆气氛，而且突如其来，造成强烈的悬念。次句的“此”，兼有“此时”、“此地”、“此人”、“此行”等多重含义，也包含着“只能如此而已”的感慨。三句的“来”，烘托锦江春色逐人、气势浩大，令人有荡胸扑面的感受。四句的“变”，浮云如白云变苍狗，世事如沧海变桑田，一字双关，引发读者作联翩无穷的想象。五句的“终”，是“终于”，是“始终”，也是“终久”；有庆幸，有祝愿，也有信心，从而使六句的“莫”字充满令寇盗闻而却步的威力。七句的“还”，是“不当如此而居然如此”的语气，表示对古今误国昏君的极大轻蔑。只有末句，炼字的重点放在第三字上，“聊”是“不甘如此却只能如此”的意思，抒写诗人无可奈何的伤感，与第二句的“此”字遥相呼应。
尤其值得读者注意的是，首句的“近”字和末句的“暮”字在诗的构思方面起着突出的作用。全诗写登楼观感，俯仰瞻眺，山川古迹，都是从空间着眼；“日暮”，点明诗人徜徉时间已久。这样就兼顾了空间和时间，增强了意境的立体感。单就空间而论，无论西北的锦江、玉垒，或者城南的后主祠庙，都是远处的景物；开端的“花近高楼”却近在咫尺之间。远景近景互相配合，便使诗的境界阔大雄浑而无豁落空洞的遗憾。
历代诗家对于此诗评价极高。清人浦起龙评论说：“声宏势阔，自然杰作。”（《读杜心解》卷四）沈德潜更为推崇说：“气象雄伟，笼盖宇宙，此杜诗之最上者。”（《唐诗别裁》卷十三）
第一段（篇首十二句）陈述被放的遭遇，抒发救国的忠愤。李白讨逆爱国，无辜被刑，实为冤屈。只因时机乖违，怨谁难辨。此诗开头四句即言其得罪并不怨天，他以黄口小雀易为罗者所得、白龙化鱼偶为渔者所刺的典故为喻，说明自身被祸当归咎自身，这里以一“愚”字自责不明智、不识时务。其实当时永王东巡至李白获释这一过程事态之翻覆，非人所能预料。但他对安史作乱是非常痛恨的，直以“鲸鲵”“豺狼”呼之，谴责其多行不义，一“屡”字谓其作恶多端。正是因为安史之乱，使他又在肃宋朝坐累远流，“去国愁夜郎，投身窜荒谷”二句，可见其遭逐仓皇之状。但李白虽一再遭逐并不沉溺于个人的不幸之中，“悲作楚地囚，何由秦目哭！”襟怀非常广阔。他痛哭的是，身为楚地的囚徒，多么可悲，不能像申包胥为救楚国而赴秦目大哭七天七夜。他自比申包胥，愿效一片救国之忠心。
第二段（篇中从“半道雪屯蒙”到“剑玺传无穷”）叙述光复两京的经过，抒发诗人的欣喜之情。前四句承上段写他在艰难的流放途中欣闻收复两京。他举出汉代的光武中兴，意谓光武尚须东迁，如今李唐王朝大势颇好，不须迁都，理当光复长安，非光武可比，字里行间已含喜悦之感，一“欣”字为此段的基调。这二十句一气贯下，历数光复长安的事迹，先言明皇幸蜀之时，有太子（储皇）驻兵扶风，支撑局面，继承帝位，延揽群雄。郭子仪率官军与回纥军共讨叛贼，前后夹攻，几经鏖战，平息国难，收洛阳，入咸京，席卷天下，成就大功。谓“扬袂正北辰，开襟揽群雄”，“叱咤开帝业，手成天地功”，是对肃宗的溢美之辞。后言肃宗迎明皇还长安，明皇亲授传国玺与肃宗，以“两日忽再中”盛称与皇儿于乱后团聚之喜庆。“大驾”四句皆祝愿之辞。这一段，李白当时据传闻写成，考之《旧唐书》中《郭子仪传》与《肃宗纪》，事与史正相吻合。诗中不仅切实地反映了这段历史，而于对平息安史之乱的赞颂与对唐王朝复兴的祝愿之中，又表现出李白关心国事的热情。这里，李白并未为区区一己得救而自喜，却为社稷“中兴”而欢欣。
第三段（篇末八句）感叹为时所弃，并以归隐的幻想表示对现实的不满。这一段扣住诗题的第三层意思：“书怀示息秀才”。李白肯与息秀才言承恩放还的身世和光复两京之大事，剖心相告，无疑其人亦为李白的志同道合者。他所表白的心迹是极为复杂的。前二句“愧无秋毫力，谁念矍铄翁？”显然由前段对社稷“中兴”的热烈赞美陡然跌落为自伤身世的浩叹。李白已年近六旬，当此国家复兴之际，自愧不能效秋毫之力，一“愧”字便含积极用世之念。他并以矍铄翁自比。《后汉书》载：“武威将军刘尚击武陵五溪蛮夷，深入军没，援因复请行，时年六十二，帝愍其老，未许之。援自请曰：“臣尚能被甲上马。帝令试之。援据鞍顾眄，以示可用。帝笑曰：‘矍铄哉是翁也。’”（卷五四《马援传》）李白欲效马援，颇怀老骥伏枥之志，是何等勇气。一年之后，李白有作《闻李太尉大举秦兵百万，出征东南，懦夫请缨，冀申一割之用，半道病还，留别金陵崔侍御十九韵》，亦见其“烈士暮年，壮心不已”。“谁念”二字，意谓不为时所重，无由鼓力，是怨愤之言。这二句分量很重，既有济世的热望，又有失意的苦闷。“积蓄万古愤，向谁得开豁？”（《赠别从甥高五》）亦同此意。欲进不能，无可奈何，由对执政者的失望与不满，进而产生弃剑学道、避祸远游的幻想，言如鸿高飞冥冥薄天，令弋者无以取之。“弋者何所慕？高飞仰冥鸿”二句，照应篇首“以愚陷网目”之意，记取隐身网罗之教训，遁迹方篷，高飞远祸。这里不是表示退隐的决心，而是以退隐的呜咽写其慷慨进取之志，力透纸背，感人至深。关于李白的隐退，历来被人误解，《旧唐书》说他“飘然有超世之心”，这种超世说一直成为论者的话题，他的游仙好道之作向为人所重视，他的仙风道骨向为人所赞赏。但这位“诗仙”的毕生经历与全部作品却表明他积极面世的人生态度，始终一贯。他曾明白地表示：“我本不弃世，世人自弃我。”（《送蔡山人》）这两句诗正可以作为“愧无秋毫力，谁念矍铄翁”二句的注脚。
这是一首以史笔写成的政治抒情诗。诗的主旨在于表明诗人怀有坚贞的报国之志，年虽老而志未衰，并为大志未酬深感不满。他能够做到：刚遇赦得释，便议论国家政治，可见李白面向社会现实的人生态度是十分积极的。李白在晚年，由于安史之乱把他推入现实矛盾的旋涡，他投笔从戎，对平息边将的叛乱，恢复社会的安定、消除苍生的灾难，寄予极大的关注，使他的诗歌创作发生了深刻的变化。这一时期的作品，不同于安史乱前那些从个人出发的抒怀之作，而更多是从社会出发直接反映社会现实的矛盾，因而他晚年的作品具有鲜明的政治倾向和丰富的社会内容。而艺术风格也不似青壮年时期诗歌那样“壮浪纵恣”（元稹语），而表现为沉着顿宕。这首咏怀之作，恰好体现了其后期诗歌的特点与风格，无疑是其一篇代表之作。
李白晚年这类诗歌可以与杜甫同期作品媲美。惜乎长期以来论者与史家未予应有的重视，人们主观地以为：杜甫的主要活动时期为安史之乱后，而李白的主要活动时期为安史之乱前。因而李白与杜甫虽同经历过安史之乱，于杜甫为其中年，故以为重要：于李白为其晚年，则不予重视。这种重中年轻晚年的意识，掩没了李白晚年不朽诗篇的光辉。李白晚年的坎坷身世与光辉诗篇当与杜甫等同视之。