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」，追述李白于开元十八年（公元730年）和天宝元年（公元742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。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」，追叙李白于天宝三载（公元744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，于至德元年（公元756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。李白于至德二年（公元757年）冬开始流放，还没到夜郎，于乾元二年（公元759年）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。
「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，是说李白曾像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，如今没有人将这些道理去向朝廷陈述。诗中用一个反问句「谁将此义陈」，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。