全诗二十句，四句一转韵，分为五个自然段落。全诗的重点是在写当时古都的荒凉，因此第一段就着力描写了作者驱马荒城所见的景象：在缓辔徐行中，只见满城一片荆棘，莽莽苍苍，昔日巍峨壮丽的魏王宫观如今长满了禾黍，曾经威震诸侯的信陵君和他的三千食客，也已烟消云散，化作满地灰尘。这一段起得苍劲有力，它以形象的笔墨勾勒出了一幅生动的荒城图，首先给读者以满目凄凉的强烈印象，起了笼罩全篇、奠定基调的作用。这一段虽然是描绘驱马所见，是在说“今”，但其中的“魏王宫观”“信陵宾客”已暗中寓“昔”，在今昔对比中，眼前的所见更为突出。第二段是对往昔的追忆，与第一段形成对比：在雄都朝市中，轩车驰骤，歌钟四起，一片繁华景象；而军队有三十万之众，国家方圆千里，国势堪称强盛。这一对比，使第一段的形象有了深厚的背景，并且格外鲜明。第三段一方面反接第二段，同时回应第一段，从对往昔的追忆，又回到眼前的景象：那高敞的舞榭歌台和曲折的池沼，已荡然无存，在断壁颓垣中，只见狐狸奔窜，草木黄落，只剩下光秃秃的枝干。这与第二段的热闹繁华恰成对比，而且“高台曲池”，自身也有对比。第四段紧承第三段，同时也以“摇落”“秋草”等字面遥接第一段，好像是在写此时情况：游侠之士口里，还在传说着信陵君窃符救赵时壮士朱亥的大名；路上的行人，还可辨认出向信陵君荐举朱亥的老者侯嬴居住过的大梁东门的道路。实际上，这也是对往昔的追忆，形成物是人非的对比。最后一段，作者从朱亥、侯嬴联想到曾经得到赵王赏赐白璧黄金，骑骏马、佩宝刀，后来终于困于大梁的虞卿，如今也已成为难以追思的过客了，只有汴水一直在默默地向东流去。这些从前的人事，与此时古城的颓败荒凉，也形成强烈对比。全诗的今昔对比，在章法上，曲折而有变化，但又井井有条，一脉贯通，通过这种反复交错的对比，使无限兴亡之感，从字里行间沛然涌出，震动着读者的心灵。
诗人善于寓感慨于写景之中，情景高度融合，使兴亡之叹和身世之感，从鲜明的形象中自然流出。第一段用“驱马荒城愁杀人”来抒发自己初进大梁时的惊愕、感叹之情，而景物方面则以满城的“荆榛”“禾黍”“灰尘”来烘托，使感叹显得极为自然。“愁杀人”三字，既体现出诗人无限慨然之思，又使古城倍显荒凉，情景相生，收到了强烈的效果，全篇的怅惘凄凉之情，也由此衍生而出。第三段中“全盛须臾哪可论”一句，前有“忆昨”一段作铺垫，后有“遗墟”“古地”作反衬，情感就自然跳脱而出。而第四段“暮天摇落伤怀抱，抚剑悲歌对秋草”二句，则是全诗感情的高峰突起之处。诗人面对荒城，在暮天摇落之际，顿生宋玉之悲，兼感朱亥、侯嬴之豪情壮举，一腔无可寄托的豪荡、愤懑之情，不能自制，于是“抚剑悲歌”，那悲壮苍凉的歌声，在古城中回荡，愈发显得悲凉感人。特别是末段最后两句，“年代凄凉不可问，往来唯见水东流”，有总结全篇的作用，感情极为广远、深沉。作者伫立在秋水漫漫的汴河之滨，眼见“逝者如斯”，各种愁思；一起涌至。这其中，有对往古的怀想和凭吊，也有对自己年华逝去而一事无成的嗟叹，更有对于国家局势的深情的关切。诗人将难以诉述的复杂情怀，都倾注在一江流水之中，使得感慨更为深沉，意味更为悠长，而在质实的描写之中，最后宕开一笔，也显得极为空灵。那激荡胸怀的感情，与景物相融合，收到了十分强烈的艺术效果。
此外，在音韵对偶上，全诗四句一转韵，第一、三、五段为平声韵，第二、四段为仄声韵，平仄相间，形成起伏跌宕，顿挫回环之感。句子以散行为主，但除第五段外，其余每段都是散偶相间，即每段开始二句为散行，后两句为对偶。这样，“隔联间以对仗，壁垒森严”（《唐贤三昧集笺注》卷下，黄培芳评），“按节安歌，步武严整，无一往奔轶之习”（《唐风定》卷九，邢昉批）。这些都更有利于表现诗中那种豪健挺举、深沉悲凉的兴亡之叹。
第一首“西忆岐阳信，无人遂却回。”杜甫身陷贼中的唯一念想和寄托，就是行在中的唐肃宗了。《孟子》中说“圣人三日无君则惶惶然。”杜甫虽不是圣人，但“一饭未尝忘君”（苏轼评价杜甫语），却不得不说是圣人对杜甫的影响。杜甫于身陷贼中之际依然西望行宫，希望有朝一日能突围抵达，但现实却是音尘不到，无人却回，即没有退回之人。长安本是沦陷区，帝王身边的人当然不会自蹈死地，却不知沦陷区依然有人“眼穿当落日，心死著寒灰”。“眼穿”就是成语“望眼欲穿”之所本。对着西下的落日，杜甫只能在沦陷中深情凝望。“落日”既暗喻西面的凤翔行在，也暗指江河日下的大唐帝国。“寒灰”同用两个典故，一个是庄子的“形故可如槁木，心可如死灰乎？”表现自己绝望的心理；另一个则是《史记·韩安国列传》中“死灰复燃“的典故：韩安国曾经坐牢被狱吏折辱，韩安国说：”你认为死灰难道不会复燃吗？“狱吏说：”死灰复燃，就用尿浇灭。“后来韩安国出狱后做了大官，遇见狱吏后笑着说：”你现在可以用尿浇灭了。“狱吏大恐。杜甫用”死灰“的典故，表现的是自己仍有”复燃“的可能，绝望中仍有希望。”茂树行相引，连山望忽开。“”茂树“又作”雾树“，在”雾树“的导引下，终于望到了凤翔周边的连山，对此杜甫如何不激动？但杜甫却忽然宕开一笔，不写自己的激动，却写自己的故旧亲朋对自己的惊讶：老了，瘦了，但总算从沦陷区活着回来了。通过他人之口来对自己做一个评价，这是诗人高明的地方。
第二首“愁思胡笳夕，凄凉汉苑春”，先追忆曾经在沦陷区四面胡笳的悲怆，和长安汉苑在铁蹄下凄凉残破的惨状，再感慨生还之不易。虽然基本脱险，但杜甫仍觉侥幸，将脱险之后仍视作“生死悬于顷刻”（仇兆鳌语）的“暂时人”，这既是自怜，又不乏自嘲。杜甫找到了“组织”，自然万分欣喜。“司隶章初睹”虽不算警句，然也化用了南朝傅亮《进宋元帝诏》“东京父老，重睹司隶之章”一语，可见杜诗“无一字无来处”（黄庭坚语）的特点。“南阳气已新”同样用典，《后汉书·光武本纪》记载“望气者苏伯阿为王莽使，至南阳，遥望见春陵郭，唶曰：‘气佳哉！郁郁葱葱’。”以望气者（观察天象的人）见王者之气之喜，代指自己接近行在和国君之喜。“喜心翻倒极，呜咽泪沾巾”是杜甫诗歌常见的以悲写喜之手法。激动得沾巾，喜不自胜，溢于言表。高步瀛评道：“五六句明写达，暗写喜，七八句明言喜，反说悲而喜弥甚，笔弥幻矣。”杜甫诗歌的艺术，就在于曲折地表现原本简单的感情。
第三首开头劈空而至。一开始便假设了自己的死，死且无人知晓，是多么的惨淡，但未曾想到自己居然生还，足堪“自怜”。而“犹瞻”再次表达杜甫的“侥幸”和欣喜。“影静千官里”指自己暂时恢复了平静的生活，和众朝臣一样侍奉天子，王夫之评价此句“写出避难仓皇之余，收拾仍入衣冠队里一段生涩情景，妙甚。非此则千官之静，亦不足道也。”“七校”是汉代的七种校尉，这里也代指朝廷百官。而“心苏”一个“苏”字更是振起全篇。最后“新数中兴年”既是对自己报效朝廷的期望，也是对朝廷能够自振的期望。
