首联「昔闻洞庭水，今上岳阳楼」。有一点是很清楚的，诗人对洞庭湖向往已久，这是在叙事写景的行文中，自然地流露出来的感情。但这毕竟是过去的向往，登上了岳阳楼，其感情似乎应当是高兴。因为多年的向往实现了，一定高兴。但仔细品味，句中又见不到高兴的字眼，抽不出如愿以偿的情思。联系下文更是如此。实际上在这两句中「昔」与「今」之间，是一段漫长的时间距离，作者把这段距离拉开，没有用简单的「喜」「悲」之词来填充它，而是留给读者去想象、回味。古人说「律诗之妙全在无字处」，这里就是无字处。「昔」与「今」之间，天在变，地在变，国在变，人也在变。安史之乱，唐王朝由盛转衰，人民的深重灾难，杜少陵个人的悲惨遭遇，这一切都凝聚在一起，凝聚在杜少陵的心头，并随着诗人—起登上了岳阳楼。他高兴不起来。应当说「今上岳阳楼」是向往了多年不得登，如今纔算是登上来了，这是一声长叹，长叹的内里是一团忧国忧民、伤时伤世的感慨。这一声长叹，就像那咏叹调的引子，开启了下面一个个乐章。这里还要注意到一个「水」字，题目是「登岳阳楼」，头一句却先写洞庭湖，第二句纔写岳阳楼，而且是「洞庭水」不是洞庭湖。这个「水」字显然是要突出的，这是抓住了洞庭风光的主要特点，说明了下文主要是在「水」上做文章。
颔联「吴楚东南坼，乾坤日夜浮」。这两句紧扣上联的「水」字，虽没出现水字，却是专门写洞庭水。诗人站在岳阳楼上，向东南方向极目眺望，衹见洞庭湖水茫茫一片，一眼望不到头，而吴地则被挤向了远远的东边，楚地则被远远地挤向了西边、南边。这景象，就好像洞庭湖水向东南伸展，把本来连在一起的吴地和楚地，一下子分裂成为两块。「坼」字用的很好，有动态感。彷彿湖水在延伸，大地被切割开。后一句「乾坤」就是天地，包括天地万物。「乾坤日夜浮」是说诗人站在岳阳楼上，四面眺望，到处都是无边无际的洞庭水，彷彿整个天地万物都被湖水漂浮起来，彷彿天地万物都日日夜夜地在洞庭湖水上浮动漂游。「浮」字也有动态感。使人想到整个苍穹都被湖水托住的—个半球，而万物的运动，都是湖水荡动的结果。这两句都是写洞庭水，境界宏阔。一是极写水面的宽阔，二是极写水的力量。能够割裂大地，能够浮动乾坤，这是极写它的力量。而被割裂、被浮动东西之庞大，则显示出湖水的宽阔。这不是简单的夸张手法，这里有个视觉、感觉和想象的问题。由于地球是圆的，人的视觉是有限的，面对茫茫的湖水可能看不到岸边，即使看到了，远远望去也衹是一条线，这就造成了湖水无限大，而远地十分狭小的感觉。诗人准确、真实地抓住了这视觉和感觉上的错觉，就把湖水描写成了四际无垠，彷彿大地四处都是水乡泽国，这是视觉感觉的真实。但诗人又借助想象，把本来看不到的吴楚大地和整个乾坤四际，也融进了这个视觉和感觉的画面。从而构成了一个想象的吴地楚地被裂开，整个乾坤被浮动的广阔无垠的画面。这就是借助想象而形成的意象。这是将想象中的更广阔的景象纳进了视觉画面的结果。这是说「吴楚东南坼，乾坤日夜浮」是视觉错觉加上想象的产物，这是一个很成功的宏观意象。它的主要特点是境界广阔、气魄宏大。像这样大的宏观意象、气魄在中国古代诗歌中是很少见的。如孟浩然也有咏叹洞庭湖的诗句「气蒸云梦泽，波撼岳阳城」，但没有杜诗境界更为高远。这两句是写景，但不能看成是纯写景，写景中渗透着诗人的胸怀。「吴楚东南坼，乾坤日夜浮」透露唐王朝的分裂衰败和国势的不安定。
颈联「亲朋无一字，老病有孤舟」这两句是写诗人自己的处境。「无一字」指的是没有一点消息，一点音信。「亲朋无一字」写出了诗人的孤苦，但主要是音信断绝，自己不了解朝里和地方上的情况，即整个国家的情况。这对一个念念不忘君王，不忘国家，不忘人民的诗人来说，是一种被社会忘记的孤独感，他在精神上无疑是很痛苦的。「孤舟」是指诗人全家挤在一条小船上飘泊度日，消息断绝，年老多病，孤舟漂泊，其精神上、生活上的惨苦可以想见。理解这两句应与前两句联系起来看，前两句是远望，随着湖水向四际望去，水天相接，联想到吴楚，联想到整个乾坤。这两句近看，看到了孤舟，孤舟是近景中映入眼帘最能触动他的东西。于是使他联想到自己的身世、遭遇和处境。可以说这两联都是由观景引出，衹不过前两句以写观景所见为主，后两句以写观望所见而引起的联想为主。这两联在内涵上也是一脉相通的。表面看起来毫无联系，实际上是一脉相通的。既然这后两句是写他的孤苦悲惨处境，由此应推想到前两句也绝非是单单写景，实际上前两句是借写远景象征性地、比拟性地暗示国势的动荡不安。这里包含着安史之乱的后遗症：唐王朝的衰败，人民的痛苦，外族的侵扰，国家的四分五裂和社会的不安定，栋梁之臣的缺乏等等，这一切都是杜少陵飘泊中念念不忘的大事。正是由于诗人心中牵挂着国事民事，纔牵肠挂肚。所以当他看到广阔无垠洞庭湖水时，也会想到彷彿大地裂开了，乾坤在日夜不停地浮动。从杜少陵一贯的忧国忧民的思想境界来看，他登上岳阳楼极目远眺，也必定会想到这些。可以说没想到这些就不是杜少陵。也正是由于诗人胸中翻腾着叫人牵肠挂肚的国事民事，所以就很自然地勾起了自己不能再施展抱负的痛心。于是这孤舟飘泊，老弱多病，消息也听不到的可悲处境，也就顺理成章地涌上心头。这两联中，上联境界极大，下联境界却很小，大小相映成趣，其间也包孕着诗人的无限感慨。就景象来说，上联展现的是浩瀚的洞庭湖水，下联则画出了水面上的一点孤舟。湖水动荡，孤舟飘浮，虽然大小悬殊，却统一在一幅画中。如果将洞庭湖水比作整个国家，那么那一点孤舟就是诗人杜少陵自己。这里是象征，这鲜明对照的谐调之中，既包含着诗人对自己终身遭遇的痛心和不平，也体现了诗人将自己的命运、国家的命运紧紧地联系在一起。诗人站在岳阳楼上，望望湖水，看看孤舟，想到国家，想到自己，万种感慨，萦绕心头。「不阔则狭处不苦，能狭则阔境愈空」，「乾坤」与「孤舟」对比，阔大者更为浩渺，狭小者更显落寞。
尾联「戎马关山北。」「戎马」，就是战马、兵马，指战争。「关山」，泛指，并非专指那道关，那座山。「关山北」，指打仗的地方。从诗人来说，从洞庭湖向长安望去，隔着一道道关，一座座山，而战火就在北面燃烧。「戎马关山北」，具体指的是当时吐蕃入侵，威胁长安，战争不息，国家不得安宁。「凭轩涕泗流」是说杜少陵倚靠岳阳楼的窗户，向北眺望，虽然隔着道道关山，他看不到长安，也看不到战火，但在他心中却呈现出吐蕃入侵，长安危急，人民遭难的情景，于是他就禁不住伤心的老泪纵横了。这两句是两个景象：一个是西北长安附近的战火，一个是岳阳楼上倚窗眺望的老诗人。两者构成了一幅画，前者是诗人心中想到的，后者是诗人自身实景。长安与岳阳楼相距千里，但在诗人心中却没有这个距离。这真是身在洞庭，心在长安。孤舟虽小却装着整个天下。衰老多病的躯体中，仍然跳动着—颗忧国忧民的志诚之心。同时「戎马关山北」一句，明确写出了诗人在登岳阳楼时心中想的是国家的不安宁。这就更可以说明了第二联绝非仅仅是写景。第三联也决不衹是写自己的孤苦无依。「凭轩涕泗流」一句中，则凝聚着诗人对国家时局、自己孤苦处境比照后，感到无可奈何，感到万分压抑的感情，非常形象而深刻地显示出杜少陵晚年时的精神痛苦。精神痛苦主要是无可奈何。
这首诗的主要艺术成就表现为以下两点。
第一，作品运用了变化多样的表现手法。作品虽然衹有八句话，但是却运用了多种表现手法。开篇两句运用的是叙述的手法，交代的是登临岳阳楼的缘由。三四两句运用的是描绘的手法，绘制了岳阳楼的宏阔壮观图景，并且在描绘中，又运用了形象的比喻，增强了作品的生动性。作品最后两句又运用了抒情的写法，揭示出诗人的内心世界，开拓了作品的意境。
第二，作品内容和感情两方面大跨度的跳跃。从内容方面说，开篇一联写的是诗人登楼的过程，其中蕴含了「昔」与「今」的时间跳跃过程。颔联中，诗人由上联的写自己推进到写洞庭湖，这里有一个从小到大的跨度。在写景中，又由吴、楚之地面到日、月之天空的空间跳跃。到了颈联，诗人又转回自身的描写，前后联之间有一个从大到小的跨越。到了尾联，诗人又从个人身世遭际的描写扩展到国事的描写，上下联又是一个从小到大的跨越。在写国事时，又有一个从国难的跳跃到诗人感情抒发的过程。这就构成了纵横开阔，跳跃性强的特点。从诗人的感情发展脉络上说，首联蕴含喜悦，颔联带有雄壮，颈联转为凄苦，尾联变为悲伤。诗人的感情随着诗篇的进展，显示出不断变化，跳跃性强的艺术特点。