第一首是组诗的序曲，通过对巫山巫峡的秋色秋声的形象描绘，烘托出阴沉萧森、动荡不安的环境气氛，令人感到秋色秋声扑面惊心，抒发了诗人忧国之情和孤独抑郁之感。这一首开门见山，抒情写景，波澜壮阔，感情强烈。诗意落实在“丛菊两开他日泪，孤舟一系故园心”两句上，下启第二、三首。
全诗以“秋”作为统帅，写暮年飘泊、老病交加、羁旅江湖，面对满目萧瑟的秋景而引起的国家兴衰、身世蹉跎的感慨；写长安盛世的回忆，今昔对比所引起的哀伤；写关注国家的命运、目睹国家残破而不能有所为、只能遥忆京华的忧愁抑郁。
全诗于凄清哀怨中，具沉雄博丽的意境。格律精工，词彩华茂，沉郁顿挫，悲壮凄凉意境深宏，读来令人荡气回肠，最典型地表现了杜律的特有风格，有很高的艺术成就。
首章对秋而伤羁旅，是全诗的序曲，总写巫山巫峡的秋声秋色。用阴沉萧瑟、动荡不安的景物环境衬托诗人焦虑抑郁、伤国伤时的心情。亮出了“身在夔州，心系长安”的主题。
起笔开门见山叙写景物之中点明地点时间。“玉露”即白露，秋天，草木摇落，白露为霜。“巫山巫峡”，诗人所在。二句下字密重，用“凋伤”、“萧森”给意境笼罩着败落景象，气氛阴沉，定下全诗感情基调。
接着用对偶句展开“气萧森”的悲壮景象。“江间”承“巫峡”，“塞上”承“巫山”，波浪在地而兼天涌，风云在天而接地阴，可见整个天地之间风云波浪，极言阴晦萧森之状。万里长江滚滚而来，波涛汹涌，天翻地覆，是眼前的实景；“塞上风云”既写景物也寓时事。当时土蕃入侵，边关吃紧，处处是阴暗的战云，虚实兼之。此联景物描绘之中，形象地表达了诗人和时局那种动荡不安、前途未卜的处境和作者胸中翻腾起伏的忧思与郁勃不平之气。把峡谷深秋、个人身世、国家沦丧囊括其中，波澜壮阔，哀感深沉。
颈联由继续描写景物转入直接抒情，即由秋天景物触动羁旅情思。与上二句交叉承接，“丛菊”承“塞上”句，“孤舟”承“江间”句。“他日”即往日，去年秋天在云安，今年此日在夔州，均对丛菊，故云“两开”，“丛菊两开他日泪”，表明去年对丛菊掉泪，今年又对丛菊掉泪；两开二字，实乃双关，既指菊开两度，又指泪流两回，见丛菊而流泪，去年如此，今年又如此，足见羁留夔州心情的凄伤。“故园心”，实即思念长安之心。“系”字亦双关词语：孤舟停泊，舟系于岸；心念长安，系于故园。从云安到夔州苦苦挣扎了两年，孤舟不发，见丛菊再开，不禁再度流泪，心总牵挂着故园。诗人《客社》一诗亦云：“南菊再逢人病卧”，《九日》又云：“系舟身万里”，均可参读。此处写得深沉含蓄，耐人寻味。身在夔州，心系故园，为下七首张目。
尾联在时序推移中叙写秋声。西风凛冽，傍晚时分天气更是萧瑟寒冷，意味冬日即将来临，人们在加紧赶制寒衣，白帝城高高的城楼上，晚风中传来急促的砧声。白帝城在东，夔州府在西，诗人身在夔州，听到白帝城传来的砧杵之声。砧杵声是妇女制裁棉衣时，槌捣衣服的声音。砧即捣衣之石。此诗末二句，关合全诗，回到景物，时序由白天推到日暮，客子羁旅之情更见艰难，故能结上生下，下面接着写夔州孤城，一气蝉联。钱注杜诗称：“以节则杪秋，以地则高城，以时则薄暮，刀尺苦寒，急砧促别，末句标举兴会，略有五重，所谓嵯峨萧瑟，真不可言。”
此诗旨在为李白晚年不幸的遭遇辩护申冤，并为他不平凡的一生写照。 王嗣奭说：“此诗分明为李白作传，其生平履历备矣。”卢世傕认为这是“天壤间维持公道，保护元气文字”（《杜诗详注》）。诗歌本身也是一篇“惊风雨”，“泣鬼神”的传世杰作。李白同辈排行第十二，所以称“李十二白”。
此诗分三大段，一个结尾。第一段从“昔年有狂客”到“青云满后尘”，追述李白于公元730年（开元十八年）和742年（天宝元年）两入长安的经历，对李白的前半生作了高度的概括，同时，对李白诗歌的艺术成就进行了热情的赞颂。前六句记叙李白初游长安事。唐人孟棨《本事诗·高逸》记载：李白初至长安，贺知章“闻其名，首访之。既奇其姿，复请其为文。白出《蜀道难》以示之。读未竟，称叹者数四，号为谪仙。”书中还记载，贺知章读李白的《乌栖曲》后说：“此诗可以泣鬼神矣！”贺知章号“四明狂客”。诗人根据这些史实，赞扬李白妙笔生花，连风雨也为之感到惊叹，连鬼神也为之感动哭泣。李白经贺知章的宣扬，于是名震京师。汨没：埋没。三十年来默默无闻，此后就名满天下了。此诗一开头就显得笔锋突兀，气势不凡。非“狂客之誉”，无以彰“谪仙”之名。而“谪仙”这一美誉出自久负盛名的大诗人贺知章之口，更增加了它的份量。李白初出茅庐，一鸣惊人，恰如演员登台亮相，光彩照人，赢得满堂喝彩。“笔落惊风雨，诗成泣鬼神”这两句历来被人们看成是描写李白的佳句。诗人以高度夸张的手法，盛赞了李白诗歌强大的艺术魅力。落笔能惊动狂风暴雨，说明李白的诗歌气势磅礴；诗成能使鬼神哭泣，说明李白的诗歌感人肺腑。诗人用精妙的语言赞美了李白的旷世才华，而“诗仙”李白也确实有资格接受这一赞誉。从这里可以看出杜甫对李白的推崇和钦敬。
后六句叙写李白二游长安事。“文彩”二句是说李白因擅长诗赋被玄宗召入京，供奉翰林；他那些无与伦比的诗篇必将流传千古。以下四句记叙的是李白供奉翰林期间的事。“龙舟”句见唐人范传正《李公新墓碑》：玄宗“泛白莲池，公不在宴，皇欢既洽，召公作序。时公已被酒于翰苑中，仍命高将军扶以登舟。”“兽锦”句见李白《温泉侍从归逢故人》：“激赏摇天笔，承恩赐御衣。”蔡梦弼《杜诗注》引《李白外传》云：“白作乐章赐锦袍。”李白常被召入宫中为皇帝草拟文告和乐章，因为身受宠待，一些文士慕名追随左右。这时李白意得志满，盛极一时，诗人亦不惜浓墨重彩，加以渲染。诗人通过对李白两入长安的描写，用极为洗炼的笔触就勾勒出一个风流倜傥、飘逸豪放的诗人形象。
第二段从“乞归优诏许”到“诸生原宪贫”，追叙李白于公元744年（天宝三年）春被赐金放还后，南北漫游、潦倒落魄的情景，并回忆自己在与李白相识交往中建立起来的亲如兄弟的深厚感情。“乞归”句，这既是对李白的回护，也是对玄宗的隐讳。李白离京，实际上是遭到张垍、高力士等人的诽谤而被玄宗放逐的。李白离开长安后于这年夏天来到梁宋（今河南开封、商丘一带），与杜甫一见如故，情同手足。“未负幽栖志，兼全宠辱身”是说李白既没有辜负隐幽之志，又能在受宠被重用和遭谗被逐的不同境遇中善自保全自己。这仍是那种回护心情的继续。“剧谈怜野逸，嗜酒见天真”指两人相遇后，李白很能理解自己的“野逸”，即放达不羁，自己也很欣赏李白的“天真”即胸怀坦荡。“醉舞”句指李白的梁宋之游；“行歌”句指李白回到寓家之处山东兖州。这两句在时间上和空间上都是一次跳跃，李白从此开始南北漫游。接着四句，笔锋一转，专写李白怀才不遇。虽才华横溢，但宏图未展；仕途受挫，虽道德高尚却无人理解。虽如东汉文士祢衡一样才智卓群，但却难逃像孔子弟子原宪那样穷愁潦倒的命运。
这一段，诗人巧妙地运用了多层对比的手法。首先，李白奉诏入京与赐金放还，通过“宠”与“辱”的对比，说明“乞归”出于被迫，暗讽“优诏许”的虚伪性。其次，才高而命蹇，空有祢衡之俊却难免原宪之贫，诗人通过这一对比控诉了人间的不平。第三，“醉舞”、“行歌”，似乎是一派欢乐气氛，但紧接着写李白的遭遇坎坷、穷愁潦倒，这又形成鲜明对比，原来那不过是苦中作乐。
第三段从“稻粱求未足”到“谁将此义陈”，着重记述李白长流夜郎前后的经历，篇幅寄慨最深，为全篇重点。安史之乱起，李白求仕不得，报国无门，于公元756年（至德元年）秋隐居庐山。正值永王李璘奉玄宗诏节度江陵，率军东下，路过寻阳。李白心怀“扫胡尘”、“救河南”的愿望入了永王幕，却不自觉地卷入了肃宗和永王争权夺位的矛盾漩涡之中。次年一月，永王败死。李白入狱，继而长流夜郎（今贵州正安县）。“稻粱”二句，是说李白受聘不过是为生活所迫，有人说他得了永王的重赂，纯属诽谤。诗人极力将李白入永王幕的政治色彩冲淡，力图在为李白开脱。李白于公元757年（至德二年）冬开始流放，还没到夜郎，于公元759年（乾元二年）夏历三月在渝州遇赦，还憩江夏。因取道岳阳，南赴苍梧避祸。苍梧指湖南零陵、九疑山一带，其地与五岭接壤。“五岭”二句，因格律关系，将时序倒置。前一句指避祸苍梧，后一句指长流夜郎。“三危”，山名，在今甘肃敦煌县南，乃帝舜窜三苗之处。
“几年遭鵩鸟”。西汉贾谊谪居长沙，屋中飞来鵩鸟（即鵩鸟），自认为交了恶运，忧郁而死。李白当时作《放后遇恩不沾》：“独弃长沙国，三年未许回。何时入宣室，更问贾生才？”自比贾生，诗人因此亦以贾生比之。李白卧病当涂以手稿付李阳冰时，作《古风·大雅久不作》压卷，诗中说：“我志在删述，垂辉映千春。希圣如有立，绝笔于获麟。”自比孔子，自伤道穷。“独泣向麒麟”，用的就是这句诗意。
以上六句叙写李白晚年悲惨的遭遇和凄楚的心境。以下六句则是发议论，抒感慨，极力为李白鸣不平。借苏武终于归汉和夏黄公不事暴秦的故事，说明李白不会真心附逆。借穆生辞别楚王刘戊的故事，说明李白能够自重，永王也并未任用他。梁“狱”句，是说李白曾象邹阳那样上书为自己辩护。“已用”二句，是说如果当时因事理难明，李白服了流刑，那么，如今又有谁能够将这些道理去向朝廷陈述呢？一个反问句，把无人仗义执言的感慨表达得深沉幽怒。
而这一段，因为涉及极为敏感的政治问题和微妙的皇室矛盾，须委婉含蓄，故在十二句中有七句用典。本来，诗不贵用事，以防晦涩板滞。但“若能自出己意，借事以相发明，变态错出，则用事虽多，亦何所妨！”（《诗人玉屑》）“薏苡”句，是借题发挥。“几年”二句，是以事比人。“苏武”二句，是以人喻事（“元还汉”是正写，“不事秦”是反说）。“楚筵”句，以彼事喻此事；“梁狱”句，借前人譬今人。这一连串的用典，准确贴切。所以后人评曰：“诗家使事难，若子美，所谓不为事使者也。”（《察宽夫诗话》）最后四句是结束语。诗人称赞李白在垂老之年，仍吟咏不辍，祝愿他早日“病起”，为人间多作好诗。劝李白不要抱怨没有得到皇帝的恩泽，表示自己要设法向朝廷探明究竟。这是在无可奈何中的安慰之词，让老朋友在困境中感到一点人间的温暖。
此诗对仗工稳，辞藻富丽，用典精当。在杜甫的一百二十多首五言排律中，此诗无论在思想性和艺术性方面，均不失为上乘之作。