诗风豪放明快，尤以边塞诗为有名。他是中唐边塞诗的代表诗人。
《送辽阳使还军》、《夜上受降城闻笛》2首，当时广为传唱。其边塞诗虽不乏壮词，但偏于感伤，主要抒写边地士卒久戍思归的怨望心情，不复有盛唐边塞诗的豪迈乐观情调。他擅长绝句，尤工七绝，名篇如《夜上西城》、《从军北征》、《受降》、《春夜闻笛》等。其律体亦不乏名篇，如五律《喜见外弟又言别》“问姓惊初见，称名忆旧容”，是历代传诵的名句。七律《同崔邠登鹳雀楼》、《过五原胡儿饮马泉》（又名《盐州过胡儿饮马泉》）等，均属佳作。今存《李益集》2卷，《李君虞诗集》2卷，《二酉堂丛书》本《李尚书诗集》1卷。
益长于歌诗，贞元末，与宗人李贺齐名。每作一篇，教坊乐人以赂求取，唱为供奉歌辞。其《征人歌》、《早行篇》，好事者画为屏障。其最著名的代表作为《江南词》和《夜上受降城闻笛》，前者写一思妇因丈夫是瞿塘商贾，“重利轻别离”，每天不得相聚，因此不由得暗中后悔：“早知潮有信，嫁与弄潮儿”（早知道还不如嫁给弄潮儿呢！毕竟潮水的涨落有确定的时刻，与弄潮儿总还能朝夕厮守，比作商贾之妇强多了），心理描写可谓传神入微矣；后者写受降城上的戍边将士的思乡之情，“不知何处吹芦管，一夜征人尽望乡”，芦管悠扬激起乡思悠长，读来令人同情感伤。集一卷，今编诗二卷（全唐诗中卷第二百八十二和二百八十三）。
我行空碛，见沙之磷磷，与草之幂幂，半没胡儿磨剑石。当时洗剑血成川，至今草与沙皆赤。我因扣石问以言，水流呜咽幽草根，君宁独不怪阴磷？吹火荧荧又为碧，有鸟自称蜀帝魂。南人伐竹湘山下，交根接叶满泪痕。请君先问湘江水，然我此恨乃可论。秦亡汉绝三十国，关山战死知何极
金铙随玉节，落日河边路。沙鸣后骑来，雁起前军度。五城鸣斥堠，三秦新召募。天寒白登道，塞浊阴山雾。仍闻旧兵老，尚在乌兰戍。笳箫汉思繁，旌旗边色故。寝兴倦弓甲，勤役伤风露。来远赏不行，锋交勋乃茂。未知朔方道，何年罢兵赋。
五月渡淮水，南行绕山陂。江村远鸡应，竹里闻缲丝。楚女肌发美，莲塘烟露滋。菱花覆碧渚，黄鸟双飞时。渺渺溯洄远，凭风托微词。斜光动流睇，此意难自持。女歌本轻艳，客行多怨思。女萝蒙幽蔓，拟上青桐枝。
弭盖出故关，穷秋首边路。问我此何为，平生重一顾。风吹山下草，系马河边树。奉役良有期，回瞻终未屡。去乡幸未远，戎衣今已故。岂惟幽朔寒，念我机中素。去矣勿复言，所酬知音遇。
束发逢世屯，怀恩抱明义。读书良有感，学剑惭非智。遂别鲁诸生，来从窦车骑。追兵赴边急，络马黄金辔。出入燕南陲，由来重意气。自经皋兰战，又破楼烦地。西北护三边，东南留一尉。时过欻如云，参差不自意。将军失恩泽，万事从此异。置酒高台上，薄暮秋风至。长戟与我归，归来
予本疏放士，朅来非外矫。误落边尘中，爱山见山少。始投清凉宇，门值烟岫表。参差互明灭，彩翠竟昏晓。泠泠远风来，过此群木杪。英英二三彦，襟旷去烦扰。游川出潜鱼，息阴倦飞鸟。徇物不可穷，唯于此心了。
