上陽宮宮女很多，有些宮女從未得到皇帝接見，終身等於幽禁宮中。古代宮女生活相當痛苦。所以詩序有“湣怨曠也”的說法。“湣”，同情。“怨曠”，指成年了沒婚配的人。女人稱“怨女”，男人稱“曠夫”。這裏偏指怨女。
開頭幾句是說，上陽那老宮女，青春紅顏悄悄地、不知不覺地衰老了，而白發不斷地新生。太監把守的宮門，自從宮女們被關進上陽宮以後，一幽閉就是多少年過去了。“玄宗末歲”指唐玄宗天寶末年（天寶年間為742年—756年），當時女子剛被選入宮中，才隻有十六歲，一轉眼已到六十了。同時從民間采擇來的宮女有百十多個，一個個都凋零死去了。多年後隻剩下這一個老宮女了。“綠衣監”，是唐代掌管宮闈出入和宮人簿籍的太監。從七品下，六、七品官穿綠色官服。“入時十六今六十”，這裏的歲數不是實指，而是指進去時很年輕，等幾十年過後已經很老了。這幾句概述了上陽宮女被幽閉在上陽宮達半個世紀之久，寫出了她淒慘的一生，以充滿哀怨憂鬱之情的筆調，總括了全詩的內容，有統攝全篇的作用。
接著轉入該詩的主要部分，寫她入宮後的遭遇及幽閉後的愁苦。“憶昔吞悲別親族，扶入車中不教哭。皆雲入內便承恩，臉似芙蓉胸似玉。” 這四句寫她當年別親入宮的悲慟場景，意思是說，回想當年離別親人時，她忍悲吞聲被家人扶進車裏邊，並囑咐她不要哭。因為她長的很美，身材也很好，大家都說你一入宮裏就會受到皇帝恩寵的，可事實並非如此。“未容君王得見麵，已被楊妃遙側目。妒令潛配上陽宮，一生遂向空房宿。” 這四句寫她進宮之後，被妒潛配上陽宮的悲慘結局。她來到宮中，還沒容得君王看見她，就已被楊貴妃發現了，遠遠地對她加以側目而視。由於嫉妒，楊貴妃就派人下令把她發配到上陽宮，於是她的一生就在空房度過了。至此，這位年僅十六歲的妙齡少女，一生命運就這樣決定了。
接下來圍繞著潛配上陽宮後的情景展開了層層描寫。“宿空房，秋夜長，夜長無寐天不明。耿耿殘燈背壁影，蕭蕭暗雨打窗聲。”這幾句寫她宿空房被幽閉時的痛苦。因為夜長，她睡不著盼天亮，但天色又遲遲不明。就在殘燈、壁影，蕭蕭暗雨之中度過去了。這是寫秋夜的漫長。“春日遲，日遲獨坐天難暮。宮鶯百囀愁厭聞，梁燕雙棲老休妒。” 春天白天長，雖然春光好，但她是孤獨一人坐在那兒，所以天越長越難挨，越難往下熬過去。所以總是希望天快點黑。可天又長，很難黑。空中飛來的鶯鳥叫得很好聽，但她愁緒難展不願聽；春天燕子來了，在梁間做窩，總是雙棲雙宿，可她已老了無需去妒忌燕子的雙棲雙宿了。作者選擇“秋夜”和“春日”兩個典型時間，來概括上陽宮女四十四個年頭的淒怨生活。寫“秋夜”是“耿耿殘燈”、“蕭蕭暗雨”等愁景；寫“春日”，是“宮鶯百燕雙棲”等樂景；愁、樂交雜，相反相成，以景襯情，既渲染了淒惻哀怨的悲劇氣氛，又細致、含蓄地反映了上陽宮女孤寂愁苦的心理。
“鶯歸燕去長悄然，春往秋來不記年。唯問深宮望明月，東西四五百回圓。”這四句總寫幽禁深宮時間之久。“鶯歸燕去”表示春天過去了，春往秋來，她總是這單調度過，不記得哪個年頭了。隻是因為在深宮常常看月亮，似乎還記得從東邊升起，西邊落下，大約有四五百回了。
以上為該詩主體部分，描寫老宮女一生的痛苦。
“今日宮中年最老，大家遙賜尚書號。小頭鞵履窄衣裳，青黛點眉眉細長。外人不見見應笑，天寶末年時世妝。” 這幾句是說，她已成了宮中最老的一個宮女了。皇帝住長安，所以遙賜她一個尚書官銜。穿小頭鞋窄衣裳，用青黛畫細長細長的眉。外人是看不到的（因在宮中），如果一旦看到她了，誰都要笑的。因為這種小頭鞋窄衣裳畫細長眉，都是唐玄宗時流行的一種服裝打扮，落後了半個世紀了，成了老古董。“大家”，指皇帝。唐朝宮中口語。“尚書號”是對老宮女的安慰，但這對一個女人來說是無濟於事的。這六句以描繪她所穿天寶妝束，來反映她長期深鎖冷宮、與世隔絕的淒慘境況，於貌似輕鬆平和的調侃筆調中，對最高封建統治者進行辛辣的諷刺。
“上陽人，苦最多。少亦苦，老亦苦，少苦老苦兩如何。君不見昔時呂向美人賦，又不見今日上陽白發歌。”末尾這幾句是說，上陽宮女苦是最多的。年輕也苦，到老了也苦。這兩方麵的苦具體是怎樣的，不用往下說了。這叫“卒章顯其誌”。“君不見”兩句下麵白居易自注：“天寶末，有密采豔者，當時號花鳥使，呂向獻《美人賦》以諷之。”天寶末年有到民間采集美女的叫花鳥使，當時呂向獻《美人賦》來諷諫這件事）意思是，那還要讀讀作者這篇上陽白發歌。這裏以天寶年間呂向的《美人賦》與此詩並提，對一直沒有改變的廣選妃嬪製度進行諷諫，表現了詩人對宮女不幸命運的惻隱之情。
這首詩的主題明確。作者在詩中以哀怨同情、如泣如訴的筆調，描述了上陽宮女“入時十六今六十”的一生遭遇，反映了無數宮女青春和幸福被葬送的嚴酷事實，從而鞭撻了封建朝廷廣選妃嬪的罪惡，在客觀效果上，具有揭露、控訴封建最高統治者荒淫縱欲、摧殘人性的作用。如此深刻、尖銳的政治諷諭詩，在唐代眾多的宮怨題材詩作中，是極為少有的。
這首詩選材十分典型。作者沒有羅列眾多宮女的種種遭遇，而是選取了一個終生幽禁冷宮的老宮女來描寫，並重點敘寫了她的垂老之年和絕望之情。通過這個具有典型意義的人物，高度概括了無數宮女的共同悲慘命運。該詩以人性之被摧殘去激動人心，也使作者所要表達的意義更富有尖銳性。
在藝術上，此詩作者運用多種手法來刻畫上陽宮女的形象：
生動的細節描寫是其一。如對“天寶末年時世妝”的描寫，形象地表明上陽宮女幽閉深宮、隔絕人世之久。用衣著落後半個世紀這一外在的表現，說明一個女人如花歲月，似水年華被毫無意義地踐踏了，她一生都沒有獲得人之所以為人的價值和意義，藝術表現的容量是相當大的，足以誘發讀者的想象力。
細膩的心理描寫是其二。如“宮鶯百囀愁厭聞，梁燕雙棲老休妒”兩句，包孕著一個從原先的喜聞、羨妒到今日的厭聽、不妒的心理演變過程；它們與“春往秋來不記年”、“唯向深宮望明月，東西四五百回圓”等詩句，均反映了上陽宮女對生活、愛情已失去信心的麻木心態，是她愁苦絕望心理的細致刻畫。
環境氛圍的烘托是其三。從“宿空房”至“東西四五百回圓”這一精彩片斷，通過渲染上陽宮環境的死寂、淒涼，襯托出生活在這座人間地獄中的上陽宮女的孤苦。
從全詩來看，作者在寫宮女的幽閉生活時，敘事、抒情、寫景三者結合，詩句間具有濃鬱的悲劇氛圍。 這首詩的語言具有質樸平易、“意深詞淺，思苦言甘”（袁枚《續詩品》）、“用常得奇”（劉熙載《藝概》）的特點，充分發揚了樂府民歌語言的優良傳統。全詩以七字句為主，又時或摻雜三字句等，長短相間、錯落有致。而“頂針”手法的運用，及音韻轉換之靈活，則使詩讀來琅琅上口，有一氣流轉之妙。