开头四句明白如话，点出了写作的缘起。这四句中，“石鼓”二字凡三见，似乎平淡拖沓，其实不然。韩愈开创以文为诗的先河，不避同字且不避同式，正是古文的惯习。这里“劝”字下得十分精当，它省去了诗人几多犹豫的潜台词与推诿的闲笔墨，具有一字九鼎之效。韩愈向来自负于“金石刻画臣能为”（李商隐《韩碑》），但对此却自惭才疏，那么石鼓文的深奥难懂也就不言而喻了。
从“周纲陵迟四海沸”到“鬼物守护烦撝呵”为一段。前十句是诗人想象周宣王中兴王室、临御海内以及驰逐围猎、勒石铭功的图景。用了“沸”“愤”“大”“骋”“万里”“万世”等词，极状场面的壮阔和气派的雄伟。韩愈之所以承袭韦应物系年的说法，是有深刻的历史原因的。唐朝自安史之乱后，皇权受到极大的削弱，藩镇割据，宦官专权，外族侵凌，大臣猜忌，各种社会矛盾的激化，使李唐王朝迅速走向衰落。宪宗登基后采取铲藩镇、抑宦官的政策，使朝政出现了中兴之兆。诗人看到了历史的相似之处，因而在歌颂周宣王雄才大略的同时，自然融进了自己的政治理想。在宪宗即位之初平定剑南节度使刘辟后，韩愈即写过一首热情洋溢的《元和圣德诗》，对嗣皇的英明果断备加赞扬。所以《石鼓歌》的这段描写正传达出了诗人切望重振颓纲以臻于尊王攘夷的郅治局面的心声。“雨淋日炙野火燎”二句，是承上启下的关键。把石鼓流传千年而历尽的劫难浓缩在七字之中，这是略写。诗人认为石鼓得以完好保存，如果没有鬼神呵护是不可想象的，仅此而言，石鼓本身就已是稀世珍宝，又遑论其他无算的文物价值呢。寥寥两笔便为下文的切入阐发作好了铺垫。往下十四句是专对石鼓文作具体描述的。文辞的深奥，字体的朴茂，都使“好古”的博士先生心荡神怡美不胜收。即使剥蚀斑驳，他也会忍不住地赞叹一番。在那些古拙的字迹间，诗人任凭审美意识纵情驰骋：夭娇流美的线条，多像鸾凤翔舞，云君来下；交互牵掣的点画，又使人仿佛置身于珊瑚丛生的龙宫水府。笔力的雄健，使他想到金绳铁索的劲挺；笔势的飞动，似乎只有用禹鼎出水龙梭离壁才能传其神韵原本静止的书迹都化成了活泼的形象，他不禁沉浸在美的超然享受之中了。美感的获得与否，取决于审美体验的深浅程度，尽管韩愈断未见过“鸾翔凤翥众仙下”，但现实生活中的百鸟和鸣和万舞翩跹却并不少见。常人或许只能以平常的语言道出，而诗人却善于用浪漫的想象把常景编织成一幅云诡波谲的图画。对于石鼓文，韩愈并没有满足于正面的描写，他痛斥陋儒，深憾孔子，无非是想获得烘云托月的效果。后人不明乎此，因而有胶柱鼓瑟的责难，如宋洪迈《容斋随笔》卷四云：“文士为文，有矜夸过实，虽韩文公不能免。如《石鼓歌》极道宣王之事，伟矣，至云：‘孔子西行不到秦，掎摭星宿遗羲娥。陋儒编诗不收入，二雅褊迫无委蛇。’是谓三百篇皆如星宿，独此诗如日月也。今世所传石鼓之词尚在，岂能出《吉日》《车攻》之右？安知非经圣人所删乎？”但只需看看韩诗中“读难晓”、“得切磋”之句就可知道，诗人这样说不过是艺术的夸张，所谓恨之越深，爱之越切，如此而已。这一段是全诗的精华，原因在于它驾驭形象思维，把丰富的审美感受传递给读者，使之受到强烈的感染。
“嗟予好古生苦晚”以下直到结尾为最后一段。这段结合诗人自己的身世之感，既有追述，又有夹议，但更多的是流露出隐隐的惆怅和深深的惋惜。韩愈在文学上以“障百川而东之，回狂澜于既倒”（《进学解》）为己任，为了力矫时弊，他才主张崇古。因此他竭力称扬石鼓文，也应是这个文学宗旨的组成部分。他身居博士，“职是训诂”（《元和圣德诗》），把保护石鼓看作是应负的责任。为此，托故人度量坎坑，为安置作好了准备，又戒斋沐浴郑重其事地报告上司，本以为安置“至宝”是瞬息可办的举手之劳。然而无情的现实把他美好的愿望击得粉碎——那班尸位素餐的老爷关心的只是升官发财，他们对区区石鼓是丝毫不会“感激”（激动）的。在这里，一个“老”字生动地勾画出那种麻木不仁的昏聩神情。眼看石鼓仍继续其日销月蚀而归于沦灭的厄运，诗人真是忧思如焚。虽说目下标榜儒术，但据理力争恐怕还是于事无补，歌到这儿，韩愈不禁心灰意冷，喟然长叹。这一段写得苍凉沉郁，使人觉得诗人不仅在哀叹石鼓的不幸，而且简直是在嗟叹寒儒的卑微。为了反衬现实的荒诞，诗人还运用了两个典故，显得格外深刻而有力。第一个是蔡邕。后汉熹平四年（175年），灵帝不满于当时文字使用的混乱，特命蔡邕与堂溪典等正定六经文字，由蔡书丹上石，刻成后置于鸿都门前，每日前来观看的车辆，使街道为之阻塞。第二个是王羲之。东晋王羲之喜鹅颈之宛转，见山阴道士所养群鹅而爱之，道士因索写《道德经》一部，举群相赠。蔡王二人都是书圣，但前者擅隶书而后者工楷则，这两种比石鼓文晚起得多的书体尚且如此风光，那么当局的冷落石鼓，到底于心何忍。用典之妙，起到了振聋发聩的效果。
这首长诗一韵到底，如长河直贯而下，波澜老成。诗中又多用响字虚词，铿锵激越，朗吟上口，便觉有一股郁勃之气喷薄于字里行间。如果用“驱驾气势，若掀雷走电，撑决于天地之垠”（辛文房《唐才子传·韩愈》）的赞语来评价这首歌行，自然会觉得绝非虚誉。