此诗可分三段。从“国初”到“生光辉”，极力描绘曹霸画马技艺的高超和声名的隆盛；从“昔日”向到“筋骨同”具体描绘“九马图”的美妙；最后感叹玄宗逝世后人事今非昔比。全诗就是通过观看名画卷，来寓托作者对人事兴亡变化的感慨。作者饱经沧桑忧患，沉痛激烈的感情，全寓于观看画图的描绘中。诗中描写曹霸画马技艺高超，用笔善烘托渲染，如以内府赐；盘，权门求画极写曹的画艺之高。诗中在描写《九马图》时回忆玄宗时代的历史，寄寓时事，暗指人事变化的兴亡，以强烈的感慨作结，笔法跌宕变化，结合极为自然。

第一段，开头四句，诗人先借江都王作陪衬，盛赞曹将军画马神乎其技和得名之早。接着用八句诗，从曹霸画“照夜白”马说来，详细叙述曹霸受到唐玄宗恩宠和艺名大振的往事，为描写九马图铺叙，并伏下末段诗意。“曾貌先帝照夜白”，曹霸往昔为唐玄宗画照夜白，酷似龙马，故能感动龙池之龙，随风雷而至，此谓“龙池十日飞霹雳”。“内府”二句，是说刚遣婕妤传诏内府赏赐，又派才人去催索，意在表现唐玄宗对曹霸画马的赞赏、惊喜之情。“盘赐将军”，以下四句，描写曹霸受玄宗赏识、恩赐以后，声名大振，贵戚权门亦竞相求画。这一段，上四句用仄声韵，药、陌、锡韵通押，下四句用平声微韵，诗韵的转换与诗意的递变、层进相切合。

第二段，“昔日太宗拳毛騧”以下十四句，转入写马正位，具体绘写《九马图》。诗人多层次、多角度地描写曹霸所画的九匹马，错综写来，鲜活生动。先写二马。曹将军新画《九马图》中有两匹马最为突出，就像当年唐太宗的拳毛騧和唐代宗赐给郭子仪的狮子骢一样，教人看了赞叹不已。二马都是战骑，一以当万，因此诗人赞道：这都是以一敌万的战马，居然活灵活现地出现在涂抹着漠漠风沙的画绢上。一打开画卷，就见到二马在广邈的战地风沙中飞驰，诗人从逼真的角度，称誉图上二马画艺高超。其余七匹也很不一般。诗人分别从七马的形貌、奔驰、伏枥三个方面，再现画上七马“殊绝”的神态。“迥若”句，描摹七马形貌，七马毛色或红、或白、或红白相间，如霞雪飞动。“霜蹄”句，是说有些马奔驰在长楸道上，践踏霜雪。“马官”句，是说有些马在厩里排列成行，由马官悉心厮养。据此则此图大概可想。诗人先写二马，后写七马，又对《九马图》作出总的评价：“可怜九马争神骏，顾视清高气深稳。”九马匹匹神骏，昂首顾视，神采飞扬，气度稳健，惹人喜爱。诗人再一次运用陪衬法，以东晋的支遁来抬举韦讽的爱马，赞誉韦讽风韵不凡的品格和酷爱绘画艺术的高深素养，也遥扣题意。此段前六句用平声麻韵，中四句用仄声屑韵，后四句用仄声韵，上声阮、去声震通押，韵转意换，诗思层次分明。

第三段共八句，押平声东韵（只有一处为冬韵，通押），一韵到底。前四句写唐玄宗巡幸骊山的盛况。玄宗巡幸至骊山，帝辇翠华葳蕤，旌旗拂天，数万匹厩马随从，每种毛色的马列为一队，马队相间，远望如锦绣一般。“皆与此图筋骨同”，是指真马与图上之马都是良马。着此一句，扣全诗咏“九马图”的题旨。后四句写玄宗入葬泰陵后的萧竦景况，表现其“衰”。“自从献宝朝河宗”句，借周穆王的升遐比喻唐玄宗崩驾。“无复射蛟江水中”，玄宗已卒，无人再来江边射蛟。”“君不见”二句，描写玄宗陵前的萧条。玄宗陵前松柏里，骏马都已离去，只剩下鸟儿在松风中鸣叫。唐玄宗喜爱马图，宠幸曹霸，巡幸新丰宫，数万骏马随从，一旦归命，群马尽去，松柏含悲，这一结，韵致悠长，盛衰之叹，俯仰感慨，尽在其中。

题画诗常见以画作真的手法，而杜甫这首题画马的诗，更是淋漓尽致，变幻莫测。“人间又见真乘黄”“龙池十日飞霹雳”“缟素漠漠开风沙”等句，以画马作真马，夸饰曹霸画艺神妙。诗人从画马说到画家的受宠幸，从画马说到真马，从真马说到时事，从玄宗的巡幸说到升遐，诗思不断拓展，寄托了诗人对玄宗的深情眷念。叙述真马、时事的时候，又不时插带一笔，照应马画，以画、以马作为线索，绾带全篇。