李白以变化莫测的笔法，淋漓尽致地刻画了蜀道之难，艺术地展现了古老蜀道逶迤、峥嵘、高峻、崎岖的面貌，描绘出一幅色彩绚丽的山水画卷。诗中那些动人的景象宛如历历在目。
李白之所以描绘得如此动人，还在于融贯其间的浪漫主义激情。诗人寄情山水，放浪形骸。他对自然景物不是冷漠的观赏，而是热情地赞叹，借以抒发自己的理想感受。那飞流惊湍、奇峰险壑，赋予了诗人的情感气质，因而才呈现出飞动的灵魂和瑰伟的姿态。诗人善于把想象、夸张和神话传说融为一体进行写景抒情。言山之高峻，则曰“上有六龙回日之高标”;状道之险阻，则曰“地崩山摧壮士死，然后天梯石栈相钩连”。诗人“驰走风云，鞭挞海岳”(陆时雍《诗镜总论》评李白七古语)，从蚕丛开国说到五丁开山，由六龙回日写到子规夜啼，天马行空般地驰骋想象，创造出博大浩渺的艺术境界，充满了浪漫主义色彩。透过奇丽峭拔的山川景物，仿佛可以看到诗人那“落笔摇五岳、笑傲凌沧洲”的高大形象。
唐以前的《蜀道难》作品，简短单薄。李白对东府古题有所创新和发展，用了大量散文化诗句，字数从三言、四言、五言、七言，直到十一言，参差错落，长短不齐，形成极为奔放的语言风格。诗的用韵，也突破了梁陈时代旧作一韵到底的程式。后面描写蜀中险要环境，一连三换韵脚，极尽变化之能事。所以殷璠编《河岳英灵集》称此诗“奇之又奇，自骚人以还，鲜有此体调”。
关于此篇，前人有种种寓意之说，断定是专为某人某事而作的。明人胡震亨、顾炎武认为，李白“自为蜀咏”，“别无寓意”。今人有谓此诗表面写蜀道艰险，实则写仕途坎坷，反映了诗人在长期漫游中屡逢踬碍的生活经历和怀才不遇的愤懑，迄无定论。
逐段分析
第一段从开头到“相钩连”，用了四韵，为全诗定下豪放的基调，并用五丁开山的神话，点染了神奇色彩。《蜀王本纪》中记载了一个关于蜀道的神话。据说当年秦惠王时，蜀王部下有五个大力士，称为“五丁力士”。他们力大无穷。于是秦惠王送给蜀王五个美女，蜀王就命五丁力士移山开路，迎娶美女。在回行路上，见一条大蛇蹿入山洞，五丁力士上前拉住蛇尾，用力往外拖，忽然地动山摇，山岭崩塌，压死了五丁力士。秦国的五个美女都奔上山去，化为石人。这个神话，反映着古代有许多劳动人民，凿山开路，牺牲了不少人，终于打开了秦蜀通道。李白运用这个神话的母题，写了第五韵二句：“地崩山摧壮士死”，也可以说是指五丁力士，也可以说是指成千累万为开山辟路而牺牲的劳动人民。他们死了，然后从秦入蜀才有山路和栈道连接起来。第一段诗到此为止，用四韵八句叙述了蜀道的起源。
第二段共享九个韵，描写天梯石栈的蜀道。“六龙回日”也是一个神话故事，据说太阳之神羲和驾着六条龙每天早晨从扶桑西驰，直到若木。左思《蜀都赋》有两句描写蜀中的高山：“羲和假道于峻坂，阳乌回翼乎高标。”羲和和阳乌都是太阳的代词。文意是说：太阳也得向高山借路。而最高的山还使太阳回飞避开。“上有六龙回日之高标”，这一句就是说：上面有连太阳都过不去的高峰。“高标”是高举、高耸之意，但作名词用，因而可以解作高峰。萧士赟注引《图经》云：高标是山名。这是后代人误读李白诗，或有意附会，硬把一座山名为高标。原诗以“高标”和“回川”对举，可知决不是专名。
这两句诗有一个不同的文本。《河岳英灵集》、《极玄集》这两个唐人的选本、敦煌石室中发现的唐人写本，还有北宋初的《唐文粹》，这两句却不是 “上有六龙回日之高标，下有冲波逆折之回川”，而是“上有横河断海之浮云，下有逆折冲波之流川”。从对偶来看，后者较为工整，若论句子的气魄，则前者更为壮健。可能后者是当时流传的初稿，而前者是作者的最后改定本。故当时的选本作“横河断海”，而李阳冰编定的集本作“六龙回日”。
以下一大段又形容蜀山之高且险。黄鹤都飞不过，猿猴也怕攀缘之苦。青泥岭，在陕西略阳县，是由秦入蜀的必经之路。这条山路百步九曲，在山岩上纡回盘绕，行旅极为艰苦。参和井都是二十八宿之一。蜀地属于参宿的分野，秦地属于井宿的分野。在高险的山路上，从秦入蜀，就好似仰面朝天，屏住呼吸，摸着星辰前进。在这样艰难困苦的旅程中，行人都手按着胸膛，为此而长叹。这个“坐”字，不是坐立的坐，应该讲作“因此”。
以上是第二段的前半，四韵八句，一气贯注，渲染了蜀道之难。下面忽然接一句“问君西游何时还”，这就透露了赠行的主题。作者不像作一般送行诗那样，讲些临别的话，而在描写蜀道艰难中间，插入一句“你什么时候才能回来呀?”由此反映了来去都不容易。这一句本身也成为蜀道难的描写部分了。
“畏途巉岩”以下四韵七句，仍然紧接着上文四韵写下去，不过改变了描写的对象。现在不写山高路险，而写山中的禽鸟了。诗人说：这许多不可攀登的峥嵘的山岩，真是旅人怕走的道路(畏途)。在这一路上，你能见到的只是古树上悲鸣的鸟，雌的跟着雄的在幽林中飞绕。还有蜀地著名的子规鸟，常在月下悲鸣。据说古代有一个蜀王，名叫杜宇，号为望帝。他因亡国而死，死后化为子规鸟，每天夜里在山中悲鸣，好像哭泣一样。
以下还有一韵二句，是第二段的结束语。先重复一句“蜀道之难难于上青天”，接着说：使人听了这些情况，会惊骇得变了脸色。“凋朱颜”在这里只能讲作因惊骇而“色变”的意思，虽然在别处应当讲作“衰老”。
第二段以下，韵法与章法似乎有点参差。依韵法来写，分为三段。但如果从思想内容的结构来看，实在只能说是两段。从“连峰去天不盈尺”到“胡为乎来哉”是一段，即全诗的第三段。从“剑阁峥嵘而崔嵬”到末句是又一段，即全诗的第四段，第三段前四句仍是描写蜀道山水之险，但作者分用两个韵。“尺”、 “壁”一韵，只有二句，接下去立刻就换韵，使读者到此，有气氛短促之感。在长篇歌行中忽然插入这样的短韵句法，一般都认为是缺点。尽管李白才气大，自由用韵，不受拘束，但这两句韵既急促，思想又不成段落，在讲究诗法的人看来，终不是可取的。