在这封信中，李陵通过苏武和自己一家在抗击匈奴斗争中的不幸遭遇，声泪俱下地控诉了汉朝最高统治者对舍生忘死的抗击匈奴的将士的“负德”行为，揭露了汉朝皇帝的自私、残忍、忘恩负义。令两千多年后的读者读了这封信后，也不能不对汉朝最高统治者切齿。
信的开头，作者用了两个小段，简单地礼貌性的寒暄之后，从第三段便转入了血泪控诉的正题。
在三、四自然段中，李陵概略地写了自己降匈奴以来悲痛愁苦的心情：首先是孤独感使他痛苦不堪。他降匈奴以来，举目无亲，终日所见都是异类。其次是胡地的恶劣生活环境，使他愁苦不已：御风雨的是“毳幕”，充饥渴的是膻肉酪浆。玄冰、裂土，萧条的悲风，互动的胡茄，悲鸣的牧马，都使他不觉泪下。再次是怀念因为自己降匈奴而临年被戮的老母，并为鲸鲵的妻子，再加上有家不能归的思乡之情都时时煎熬着他，使他痛苦不已。
在第五自然段中，李陵较详细地叙说了自己迫不得已才降匈奴的过程：汉武帝派兵出击匈奴，本是人多势众，但是李广利、公孙敖等五将却莫名其妙地“失道”了，只有李陵一人率步卒五千出征绝域，李陵以五千之众对匈奴的十万骑兵。在双方势力相差极为悬殊的情况下，李陵率领的汉军将士仍“斩将搴旗，追奔逐北，灭迹扫尘，斩其枭帅”，这是非常壮烈。
匈奴为了挽回败局，又组织了更大的反攻：“举国兴师，更练精兵，强十万，单于临阵，亲自合围”。即使在这样强大的敌人面前，李陵所带的疲兵，仍“一以当千”，仍“扶乘创痛，决命争首”。战斗到最后阶段，李陵带领的汉军只剩下不满百的扶病将士时，只要李陵振臂一呼，扶创之兵仍皆奋起，举刃指虏。到了兵尽矢绝之时，还要“徒首奋呼，争为登先”。面对这不怕死的汉军，匈奴甚至怀疑汉军设有伏兵，不敢冒然出击。只在贼臣管敢投敌，向匈奴泄露了汉军的真实情况后，匈奴才敢围歼不满百的疲弊伤残汉军，李陵的被俘也就势不可免了。
在六、七自然段中，李陵据理反驳了某些执事者埋怨李陵兵败时不杀身成仁的荒谬指责。这部分的开头，李陵就讲了一个人人皆知的浅显道理：胜败乃兵家常事。为了说明这个道理，李陵列举了汉高祖七年，高皇帝带着三十万大军，军中猛将如云，谋臣如雨，在平城仍被匈奴包围，全军将士犹七日不得食。言外之意我李陵兵败被俘也在常理之中。接着李陵以悲愤的心情叙说了自己兵败不杀身成仁的根本原因是要有所为，要寻机报恩于国主耳，并非某些当事者所指责的那样，自己兵败不死是因为偷生、惜死。李陵认为：虚死不如立节，灭名不如报德。为了说明自己的观点，李陵又用历史上的范蠡和曹沫为例，指出他们在兵败受辱之时，并没有杀身成仁，一死了事，而是忍辱负重，发愤图强，寻找为国效力的时机，他们终于青史留名。但李陵为汉王朝忍辱负重换来的却是“志未立而怨已成，计未从而骨肉受刑”。这就一针见血地指出，汉朝最高统治者对赴汤蹈火的将士是残忍和无情的，这就不能不使李陵仰天椎心而泣血了。
李陵在八、九、十段中，反驳了苏武所谓的“汉对功臣不薄”的虚假说教。汉帝对功臣是厚是薄，李陵用三个事实来具体说明。一是用在汉朝发展史上做出重大贡献的一些功臣的可悲下场来说明汉朝最高统治者的薄情行为：萧何、樊哙、韩信、彭越、晁错、周勃父子、魏其侯窦婴、贾谊都有杰出的“命世之才，将相之具”，他们都为汉朝的生存与发展竭尽忠诚。他们只因为受小人之谗，都受到了祸败之辱，甚至很多人死无葬身之地。二是用自己先祖父李广的下场说明汉君的负德行为：飞将军李广参加了汉朝对匈奴的七十余场战争，使敌人闻声丧胆，为保卫汉王朝的边境安全立下了汗马功劳，只因失去了权贵卫青等人的欢心，最后不得不自戮于异域。三是用苏武本身的经历说明汉君对功臣的薄情：苏武“丁年奉使，皓首而归”。在匈奴的十九年，过着“伏剑不顾，流离辛苦，几死朔北之野”的悲惨生活，这十九年使“老母终堂，生妻去帷”。照常理，像苏武这样的功臣归国后当“享茅土之荐，受千乘之赏”。但苏武归汉后无尺土之封，只赐钱两百万，位不过赏了个负责民族事务的典属国小官。和苏武形成鲜明对照的是汉主使一些妨功害能之臣，尽为万户侯，亲戚贪佞之类，悉为廊庙宰。李陵通过以上三个事例，再形象不过地说明汉君对功臣不但不是不薄，而且是既凶残，又无情无义。
信的最后两个自然段既明了地表达了与汉王朝绝决的态度，又表达了对朋友的深切怀念之情。
这封信在写作上也有很多特点。如结构严密，说理透彻，感情浓郁，都使文章具有了较强的表现力和感染力。信中战斗场面写得有声有色，是要说明当时因为双方兵力悬殊，己方将帅的不顾大局，以及后来武帝处置失当（诛杀李陵全家），所以，他的投降完全是出于不得已，进而使读者产生同情；此外，多次使用强烈对比，如身处异域而怀念故土，以寡兵深入众敌而浴血奋战，苏武持节荣归而他居人篱下，由此产生了强烈的艺术效果。另外，信中作者对四字句的运用娴熟至极，对情景交融的写法不禁令人拍案叫绝。“胡地玄冰，边土惨裂，但闻悲风萧条之声。凉秋九月，塞外草衰，夜不能寝，侧耳远听，牧马悲鸣，呼啸成群，边声四起，晨坐听之，不觉泪下”“死伤积野，余不满百，而皆扶病，不任干戈”，“然陵振臂一呼，创病皆起，举刃指虏，胡马奔走”，“时因北风，复惠德音”等，这完全是文字的绝妙组合，极其贴切地揭示人物的内心世界和复杂情怀。