《登楼》诗中，诗人因万方多难，见花反而伤心。自然永远是自然，锦江上的春色依然铺天盖地而来，玉垒上的浮云从古至今总是变幻莫测，自然不能理解诗人的感情，当然也不会因国家多难而失却自然的本质，人间事为什么不能像自然那样将和平与公正运作永恒的存在？刘禅本是昏庸的国君，但人们因敬重诸葛亮，还是给这个昏君立了祠庙。唐代宗虽未亡国，却不用贤能之士，致使吐蕃入寇，国难深沉，然而人们心中存有祖国的统一，依旧尊奉朝廷。何能再有诸葛亮，辅主兴邦啊！杜甫不禁吟诵起诸葛亮生前特别喜欢吟哦的《梁父吟》。
杜甫重归草堂，正是暮春时节。虽忧国事，但对严武的御敌安蜀满怀信心，写轻松优美的小诗《绝句二首》：
其一写景秀丽，出语自然，四景分咏，却又融成一派春色。
迟日江山丽，春风花草香。泥融飞燕子，沙暖睡鸳鸯。江碧鸟逾白，山青花欲燃。令春看又过，何日是归年？其二色彩鲜明，反差强烈，抒春尽思旧之情，亦能感人。
广德二年（764年）六月，在严武上表朝廷后，朝廷任命杜甫为节度使署中参谋、检校工部员外郎，赐绯鱼袋。因此之故，后人喜欢敬称杜甫为杜工部。
严武是在吐蕃攻陷松州（四川松潘）、维州（四川理县北）、保州（理县西南）之后前来镇蜀的，首要职责是收复失地。严武整顿军队，换用新旗，准备出师，反击吐蕃。身在幕府的杜甫作《东西两川说》，向严武积极献策。杜甫认为松、维、保“三城失守，罪在职司，非兵之过也”；认为当地邛雅子弟兵没有兵马使，因此归心于他们的世袭刺史（即土司），建议尽快任命指挥官，以便统一军事指挥。他还对当时蜀中流民现象作分析、提建议说：“蜀之土肥，无耕之地，流冗之辈，近者交互其乡村而已，远者漂寓诸州县而已，实不离蜀也，大抵只与兼并豪家力田耳。但均亩薄敛，则田不荒，以此上供王命，下安疲人可矣。”这意见中肯，透出诗人的良好政治才干，特别是“均亩”思想，更难能而可贵。
严武七月，率兵西征，亲临前线。严武不仅善长军事，也能写诗，他的《军城早秋》一诗：
昨夜秋风入汉关，朔云边月满西山。更催飞将追骄虏，莫造沙场匹马还。
杜甫收到此诗后，和诗一首《奉和严郑公军城早秋》：
秋风袅袅动高旌，玉帐分弓射虏营。已收滴博云间成，欲夺蓬婆雪外城。
希望严武乘胜直追，收复失地。九月，严武打败吐蕃兵马七万，收复了当狗城（四川理县东南），收复了盐川城（甘肃漳县西），并命令汉州刺史崔吁在西山防守，阻扼吐蕃。
严武凯旋归来，常同杜甫观赏吟咏之乐，他们同在北池临眺、饮宴：“北池云水阁，华馆辟秋风。”（《陪郑公秋晚北池临眺》）同在摩河池泛舟：“湍驶风醒酒，船回雾起堤。”（《晚秋陪严郑公摩诃池泛舟得溪字》）严武请名手在厅堂粉壁画了一幅《岷山沱江图》，杜甫赋诗（《奉观严郑公厅事岷山沱江画图》）赞美：“沦水流中座，岷山到北堂。白波吹粉壁，青嶂插雕梁……”可见严武在幕府中待诗人不薄。唐朝的幕府有严格的制度，清早入府办公，夜晚才能出府。杜甫家住西郊，离幕府远，只得一人住在府中。一天他值夜，耳听着夜半的号角，眼看着当空的月亮，不禁写下《宿府》一诗：
清秋幕府井梧寒，独宿江城蜡炬残。永夜角声悲自语，中夜月色好谁看？风尘荏苒音书绝，关塞萧条行路难。已忍伶俜十年事，经移栖息一枝安。
此诗说明，幕府生活并不好过，孤寂、枯燥的时光让他回想起的是往昔苦难的生活。
就在这年，由将军削为“庶人”的曹霸，也流落到了成都。曹霸是魏武帝曹操的后裔，是盛唐时代一位名声很高的画家，他曾被唐玄宗召到南熏殿，重摹开国功臣的画像，又曾为玄宗的骏马写生，官至左武卫将军。他的经历跟杜甫当年献三大礼赋、玄宗命其待制集贤院相似，二人如今都流落成都，相见之后，杜甫心中涌起无限的今昔盛衰之感。便写了《丹青引赠曹将军霸》：
“将军魏武之子孙，于今为庶为清门。英雄割据虽已矣，文采风流今尚存。学书初学卫夫人，但恨无过王右军，丹青不知老将至，富贵于我如浮云。开元之中常引见，承恩数上南熏殿。凌烟功臣少颜色，将军下笔开生面。良相头上进贤冠，猛将腰间大羽箭。褒公鄂公毛发动，英姿飒爽来酣战。先帝天马玉花骢，画工如山貌不同。是日牵来赤墀下，迥立阊阖生长风。诏谓将军拂绢素，意匠惨淡经营中。须臾九重真龙出，一洗万古凡马空。玉花却在御榻上，榻上庭前屹相向。至尊含笑催赐金，圉人太仆皆惆怅。弟子韩干早入室，亦能画马穷殊相。钟惟画肉不画骨，忍使骅鸡气凋丧。将军善画盖有神，偶逢佳士亦写真。即今飘泊干戈际，屡貌寻常行路人。途穷反遭俗眼白，世上未有如公贫。但看古来盛名下，终日坎坏缠其身。”
此诗起笔洗练，苍凉。称颂曹操的英雄业绩、文章辞采和曹霸不慕荣利潜心绘画艺术的高尚精神。篇中以浓墨重笔渲染了曹霸杰出的艺术才华和绘画成就，把我们带进了曹霸的艺术世界。杜甫是为曹霸鸣不平，为古往今来杰出却困顿的艺术家们鸣不平，抒发着自己命运多舛的愤激之情。此诗章法曲尽错综之妙，气势也很奔放，是杜甫晚年一篇歌行体的力作。
杜甫以垂老之年人幕府，于严武“累年在蜀，肆志逞欲，恣行猛政，穷极奢靡，赏赐无度”（钱谦益语）的情况便有了切实的接触。杜甫一个既忠于友情，又不询私情的人，出于多种考虑，他选择了辞去官职，返归草堂的君子自重的道路。永泰元年（765年）正月，杜甫在过了半年幕府生活之后，终于又回到了草堂。严武这年四月突然病逝，杜甫失去了可靠的好友，认为不能再在草堂住下去。
杜甫永泰元年（765年）初夏，把成都草堂留给杜占，自己带着妻子儿女乘船东下。他便写《去蜀》诗：
五载客蜀郡，一年居梓州。如何关塞阻，转作潇湖游。世事已黄发，残生随白鸥。安危大臣在，何必泪长流。
回想往昔这是杜甫无可奈何的反语，说明他总是把个人的命运跟国家的安危紧密相连。
杜甫一家沿岷江东下，来到嘉州（今四川乐山），这里有他的一位堂兄，两家人相聚，住了几日，杜甫一家又继续乘船而下。五月中旬，过青溪驿；不久，到达渝州（四川重庆），为等一位朋友，便在渝州呆了一段时间。朋友没来，杜甫一家先行，来到忠州（四川忠县），并在忠州住了两个多月。杜甫游览缅怀大禹治水的功绩。写了一首《禹庙》诗，
杜甫忠州启程，沿江顺流而下，途中作《旅夜抒怀》：
细草微风岸，危樯独夜舟。星垂平野阔，月涌大江流。名岂文章着，官应老病休。飘飘何所似？天地一沙鸥。
杜甫行至云安（四川云阳），因肺病和风痹病发作，暂住在严县令的水阁，约有半年时间。在此期间，朝廷派郭英又任西川节度使兼成都尹。郭在成都骄奢暴戾，士兵怨恨。他率兵攻击西山兵马使崔旰，反被打得大败。崔吁以郭反叛为名，袭击成都，杀净郭的全家，郭也被普州刺史韩澄杀掉。于是，蜀中大乱，交通阻塞，商旅断绝。杜甫便写了《客居》诗：‘安得覆八溟，为君洗乾坤？”表现了他不老的雄心和愿为国家安定有所作为的愿望。
杜甫大历元年（766年）春末，一家从云安来到夔州。夔州属山南东道，设有都督府，州治在鱼复浦和西陵峡之间，瞿塘峡附近，与白帝城相连。杜甫一家舍舟登陆，暂居西阁。西阁在山上，前临大江，后倚山崖，是一栋层轩高楼。登楼所见，风景壮美，杜甫便写了《不离西阁二首》：
江云飘素练，石壁断空青。沧海先迎日，银河倒列星。（《不离西阁二首》）：
还写“草阁柴扉星散居，浪翻江黑雨飞初。山禽引子哺红果，溪女得钱留白鱼。”（《解闷十二首》其一）诗。
杜甫多次登临白帝城，留下了不少吟咏白帝城。这些诗篇中的警句为白帝城描绘出一幅幅传神的画面，并写了：
“城峻随天壁，楼高望女墙。江流思夏后，风至忆襄王。”（《上白帝城》）诗：
“江城含变态，一上一回新。天欲今朝雨，山归万古春。”（《上白帝城二首》其一）
杜甫还写了《白帝城最高楼》：
“城尖径昃旌旆愁，独立缥缈之飞楼。峡坼云霾龙虎卧，江清日抱鼋鼍游。扶桑西枝对断石，弱水东影随长流。杖藜叹世者谁子？泣血迸空回白头。”
杜甫因为忧时叹世，更加景慕诸葛亮。他特意观看了诸葛亮留下的八阵图，并作诗《八阵图》：
功盖三分国，名成八阵图。江流石不转，遗恨失吞吴。
杜甫因观八阵图，以诗向自己心目中的英雄致以歌颂，也为诸葛亮没能完成统一大业而深致惋叹。
杜甫这一时期，咏史抒怀的力作是《咏怀古迹五首》。三峡夔州一带，多有宋玉、王昭君、刘备、诸葛亮、庾信等人遗迹，杜甫咏怀古迹，同时凭吊先人，也抒写自己的身世家国之感。《咏怀古迹五首》
一以庾信自况：“支离东北风尘际，漂泊西南夫地间。三峡楼台淹日月，五溪衣服共云山。羯胡事主终无赖，词客哀时且未还。庾信平生最萧瑟，暮年诗赋动江关。”
二缅怀宋玉：摇落深知宋玉悲，风流儒雅亦吾师。怅望千秋一洒泪，萧条异代不同时。江山故宅空文藻，云雨荒台岂梦思？最是楚宫俱泯灭，舟人指点到今疑。
三写王昭君：群山万壑赴荆门，生长明妃尚有村。一去紫台连朔漠，独留青家向黄昏。画图省识春风面，环佩空归月夜魂。千载琵琶作胡语，分明怨恨曲中论。
四写永安宫、追怀刘备：蜀主窥吴幸三峡，崩年亦在永安宫。翠华想像空山里，玉殿虚无野寺中。古庙杉松巢水鹤，岁时伏腊走村翁。武侯祠屋长邻近，一体君臣祭祀同。
五咏怀诸葛亮：诸葛大名垂宇宙，宗巨遗像肃清高。三分割据纡筹策，万古云霄一羽毛。伯仲之间见伊吕，指挥若定失萧曹。运移汉作终难复，志决身歼军务劳。
杜甫这五首诗作为组诗，不单咏怀古迹，而且深寓了他的身世之慨。
杜甫在这时期，除了写《咏怀古迹五首》一类咏史抒怀的作品外，把目光落在现实政治上，写了《诸将五首》。指责朝廷的大将不能完成保卫国家的使命，当吐蕃入侵时，不能御敌；当回纥入侵时，不能替君主分忧；不屯田自给，徒然加重人民负担；不支持中央财政，反拥兵自重。在这组诗中，如“汉朝陵墓对南山，胡虏千秋尚入关”；“洛阳宫殿化为烽，体道秦关百二重”；“回首扶桑铜柱标，冥冥氛祲未全消”；“锦江春色逐人来”；“巫峡清秋万壑来”等等诗句，表现了杜甫对国家命运，人民遭遇的深沉的忧虑、关注。
杜甫在这一时期，回顾长安往事，写下了《洞房》、《宿昔》、《能画》、《斗鸡》、《历历》、《洛阳》、《骊山》、《提封》等诗篇如《斗鸡》：
斗鸡初赐锦，舞马即登床。帘下宫人出，楼前御曲长。仙游终一閟，女乐久无香。寂寞骊山道，清秋草木黄。
此诗寄寓了杜甫深刻的批判精神，以含蓄蕴藉的手法表现着他明确的思想。
杜甫此时，也回忆自己的往事，他的《壮游》诗从7岁学诗写起，一直写到客居巴蜀，是一篇完整的诗的自传；《昔游》和《遣怀》则叙述自己当年与李白、高适的梁宋之游。他在总结自己往日的经历，抒发着胸中抑郁的志意，他并不消沉，更没停下手中的诗笔，他的创造力仿佛更旺盛。他写出了沉实高华蝉联的《秋兴八首》。大型组诗从不同角度描绘景物，抒发感情，有千门万户之妙，无重床架屋之弊，语言精美，音韵铿锵。
如：一、玉露凋伤枫树林，巫山巫峡气萧森。江问波浪兼天涌，塞上风云接地阴。丛菊两开他日泪，孤舟一系故园心。寒衣处处催刀尺，白帝城高急暮砧。
二、夔州孤城落日斜，每依北斗望京华。听猿实下三声泪，奉使应随八月搓。画省香炉违伏枕，山楼粉堞隐悲笳。请看石上藤萝月，已映洲前芦荻花。
三、千家山郭静朝晖，日日江楼坐翠微。信宿渔人还泛泛，清秋燕子故飞飞。匡衡抗疏功名薄，刘向传经心事违。同学少年多不贱，五陵衣马自轻肥。
四、闻道长安似弈棋，百年世事不胜悲。王侯第宅皆新主，文武衣冠异昔时。直北关山金鼓震，征西车马羽书驰。鱼龙寂寞秋江冷，故国平居有所思。
五、蓬莱宫阙对南山，承露金茎霄汉间。西望瑶池降王母，东来紫气满函关。云移雉尾开宫扇，日绕龙鳞识圣颜。一卧沧江惊岁晚，几回青琐点朝班。
六、瞿塘峡口曲江头，万里风烟接素秋。花萼夹城通御气，芙蓉小苑入边愁。朱帘绣柱围黄鹤，锦缆牙樯起白鸥。回首可怜歌舞地，秦中自古帝王州。
七、昆明池水汉时功，武帝旌旗在眼中。织女机丝虚夜月，石鲸鳞甲动秋风。波漂菰米沉云黑，露冷莲房坠粉红。关塞极天唯鸟道，江湖满地一渔翁。
八、昆吾御宿自逶迤，紫阁峰阴入渼陂。香稻啄余鹦鹉粒，碧梧栖老凤凰枝。佳人拾翠春相问，仙侣同舟晚更移。彩笔昔曾干气象，白头吟望苦低垂。
杜甫所写《秋兴八首》的思想内容是他的爱国思想。组诗中，由夔州联想到长安；由暮年漂泊羁旅，写到国家盛衰；从长安往昔的追忆回到现实的乱离，其中不尽忧思是他自经丧乱，目睹国家残破而不能有所作为的无可奈何又五内焦灼的忧国情思的集中体现。八首诗婉转相关，仿佛是同一主题不同的变奏，从多方面淋漓尽致地把忧国主题表现出来。把国家动乱、未来难卜的局势象征地表现出来，充分体现了杜甫七律诗的创作成就。
大历元年（766年）冬天，夔州都督柏茂琳到任。柏茂琳对杜甫十分优待。大历二年（767年）初春，杜甫搬家到夔州城东的赤甲山。赤甲山附近的瀼溪两岸，有100顷公田，柏茂琳将田交予杜甫管理。杜甫搬来便是为了照料田亩的。三月，杜甫一家又适居到瀼西草堂，附宅有40亩果园和几亩菜圃。
他的果园有了上千株树：红桔、黄柑、桃树、李树、花椒、桅子。他的心情自然也会因此而舒畅不少。他督责手下的人耕耘公田，灌溉收获，很是尽心尽力。这年的寒食节后，他收到了三弟杜观来信，说来夔州看望他。他特别高兴。当杜观到达瀼西草堂时，他们兄弟畅谈离情，高兴至极。到了夏天，杜甫的心情更舒畅。他便写了《圆》诗：
仲夏流多水，清晨向小园。碧溪摇艇阔，朱果烂枝繁。始为江山静，终防市井喧。畦蔬绕茅屋，自足媚盘飧。
秋天，杜甫为了便于亲自督收公田的稻子，全家搬到了东屯，把瀼西草堂借给一个姓吴的亲戚（吴郎）居住。瀼西草堂附近，住着一位贫穷的妇女，杜甫居此时常给她一些照顾。吴郎住进去后，却特意筑篱防范。杜甫知道后，很不满，写了《又是吴郎》诗：
“堂前扑枣任西邻，无食无儿一妇人。不为困穷宁有此？只缘恐惧转须亲。即防运客虽多事，便插疏篱却甚真。已诉征求贫到骨，正思戎马泪盈巾。”杜甫对长期战乱造成的寡妇凄苦，赋役繁重，人民贫困的社会情况有更清晰的揭示，便写了《虎牙行》：