李白以變化莫測的筆法，淋漓盡致地刻畫了蜀道之難，藝術地展現了古老蜀道逶迤、崢嶸、高峻、崎嶇的面貌，描繪出一幅色彩絢麗的山水畫卷。詩中那些動人的景象宛如歷歷在目。
李白之所以描繪得如此動人，還在于融貫其間的浪漫主義激情。詩人寄情山水，放浪形骸。他對自然景物不是冷漠的觀賞，而是熱情地贊嘆，借以抒發自己的理想感受。那飛流驚湍、奇峰險壑，賦予了詩人的情感氣質，因而才呈現出飛動的靈魂和瑰偉的姿態。詩人善于把想象、夸張和神話傳說融為一體進行寫景抒情。言山之高峻，則曰“上有六龍回日之高標”;狀道之險阻，則曰“地崩山摧壯士死，然后天梯石棧相鉤連”。詩人“馳走風云，鞭撻海岳”(陸時雍《詩鏡總論》評李白七古語)，從蠶叢開國說到五丁開山，由六龍回日寫到子規夜啼，天馬行空般地馳騁想象，創造出博大浩渺的藝術境界，充滿了浪漫主義色彩。透過奇麗峭拔的山川景物，仿佛可以看到詩人那“落筆搖五岳、笑傲凌滄洲”的高大形象。
唐以前的《蜀道難》作品，簡短單薄。李白對東府古題有所創新和發展，用了大量散文化詩句，字數從三言、四言、五言、七言，直到十一言，參差錯落，長短不齊，形成極為奔放的語言風格。詩的用韻，也突破了梁陳時代舊作一韻到底的程式。后面描寫蜀中險要環境，一連三換韻腳，極盡變化之能事。所以殷璠編《河岳英靈集》稱此詩“奇之又奇，自騷人以還，鮮有此體調”。
關于此篇，前人有種種寓意之說，斷定是專為某人某事而作的。明人胡震亨、顧炎武認為，李白“自為蜀詠”，“別無寓意”。今人有謂此詩表面寫蜀道艱險，實則寫仕途坎坷，反映了詩人在長期漫游中屢逢躓礙的生活經歷和懷才不遇的憤懣，迄無定論。
逐段分析
第一段從開頭到“相鉤連”，用了四韻，為全詩定下豪放的基調，并用五丁開山的神話，點染了神奇色彩。《蜀王本紀》中記載了一個關于蜀道的神話。據說當年秦惠王時，蜀王部下有五個大力士，稱為“五丁力士”。他們力大無窮。于是秦惠王送給蜀王五個美女，蜀王就命五丁力士移山開路，迎娶美女。在回行路上，見一條大蛇躥入山洞，五丁力士上前拉住蛇尾，用力往外拖，忽然地動山搖，山嶺崩塌，壓死了五丁力士。秦國的五個美女都奔上山去，化為石人。這個神話，反映著古代有許多勞動人民，鑿山開路，犧牲了不少人，終于打開了秦蜀通道。李白運用這個神話的母題，寫了第五韻二句：“地崩山摧壯士死”，也可以說是指五丁力士，也可以說是指成千累萬為開山辟路而犧牲的勞動人民。他們死了，然后從秦入蜀才有山路和棧道連接起來。第一段詩到此為止，用四韻八句敘述了蜀道的起源。
第二段共享九個韻，描寫天梯石棧的蜀道。“六龍回日”也是一個神話故事，據說太陽之神羲和駕著六條龍每天早晨從扶桑西馳，直到若木。左思《蜀都賦》有兩句描寫蜀中的高山：“羲和假道于峻坂，陽烏回翼乎高標。”羲和和陽烏都是太陽的代詞。文意是說：太陽也得向高山借路。而最高的山還使太陽回飛避開。“上有六龍回日之高標”，這一句就是說：上面有連太陽都過不去的高峰。“高標”是高舉、高聳之意，但作名詞用，因而可以解作高峰。蕭士赟注引《圖經》云：高標是山名。這是后代人誤讀李白詩，或有意附會，硬把一座山名為高標。原詩以“高標”和“回川”對舉，可知決不是專名。
這兩句詩有一個不同的文本。《河岳英靈集》、《極玄集》這兩個唐人的選本、敦煌石室中發現的唐人寫本，還有北宋初的《唐文粹》，這兩句卻不是 “上有六龍回日之高標，下有沖波逆折之回川”，而是“上有橫河斷海之浮云，下有逆折沖波之流川”。從對偶來看，后者較為工整，若論句子的氣魄，則前者更為壯健。可能后者是當時流傳的初稿，而前者是作者的最后改定本。故當時的選本作“橫河斷海”，而李陽冰編定的集本作“六龍回日”。
以下一大段又形容蜀山之高且險。黃鶴都飛不過，猿猴也怕攀緣之苦。青泥嶺，在陜西略陽縣，是由秦入蜀的必經之路。這條山路百步九曲，在山巖上紆回盤繞，行旅極為艱苦。參和井都是二十八宿之一。蜀地屬于參宿的分野，秦地屬于井宿的分野。在高險的山路上，從秦入蜀，就好似仰面朝天，屏住呼吸，摸著星辰前進。在這樣艱難困苦的旅程中，行人都手按著胸膛，為此而長嘆。這個“坐”字，不是坐立的坐，應該講作“因此”。
以上是第二段的前半，四韻八句，一氣貫注，渲染了蜀道之難。下面忽然接一句“問君西游何時還”，這就透露了贈行的主題。作者不像作一般送行詩那樣，講些臨別的話，而在描寫蜀道艱難中間，插入一句“你什么時候才能回來呀?”由此反映了來去都不容易。這一句本身也成為蜀道難的描寫部分了。
“畏途巉巖”以下四韻七句，仍然緊接著上文四韻寫下去，不過改變了描寫的對象。現在不寫山高路險，而寫山中的禽鳥了。詩人說：這許多不可攀登的崢嶸的山巖，真是旅人怕走的道路(畏途)。在這一路上，你能見到的只是古樹上悲鳴的鳥，雌的跟著雄的在幽林中飛繞。還有蜀地著名的子規鳥，常在月下悲鳴。據說古代有一個蜀王，名叫杜宇，號為望帝。他因亡國而死，死后化為子規鳥，每天夜里在山中悲鳴，好像哭泣一樣。
以下還有一韻二句，是第二段的結束語。先重復一句“蜀道之難難于上青天”，接著說：使人聽了這些情況，會驚駭得變了臉色。“凋朱顏”在這里只能講作因驚駭而“色變”的意思，雖然在別處應當講作“衰老”。
第二段以下，韻法與章法似乎有點參差。依韻法來寫，分為三段。但如果從思想內容的結構來看，實在只能說是兩段。從“連峰去天不盈尺”到“胡為乎來哉”是一段，即全詩的第三段。從“劍閣崢嶸而崔嵬”到末句是又一段，即全詩的第四段，第三段前四句仍是描寫蜀道山水之險，但作者分用兩個韻。“尺”、 “壁”一韻，只有二句，接下去立刻就換韻，使讀者到此，有氣氛短促之感。在長篇歌行中忽然插入這樣的短韻句法，一般都認為是缺點。盡管李白才氣大，自由用韻，不受拘束，但這兩句韻既急促，思想又不成段落，在講究詩法的人看來，終不是可取的。