作品共分四个乐章：
第一乐章
灿烂的快板，降E大调，3/4拍子。奏鸣曲形式。该乐章没有传统的引子，而是以两个雄壮的齐奏开头，然后立刻引入宽广的分解和弦大提琴主题。主题结束于不合调的升C音上。小提琴发出重复的高音，使和声变得模糊，但在单簧管与双簧管奏出的第二主题中得到解决。第二主题相对和美、忧郁一些，但也有着庄严的气概。 呈示部已经很长；但最为新颖的是贝多芬扩大了发展部的规模，使之比呈示部（不算重复）更长，不仅仅是主题简单的变化，而成为了戏剧性的核心。在一段狂暴、充满冲突的小高潮过后，突然安静下来，并出现了一个看似新的主题（实际上是主题的一个对位）。这个新主题，在弦乐所演奏的连续属九和弦音量逐渐减轻之时，顺畅地在E小调上出现，并且与第一主题互相交错，其后亦于结束部分再次出现。
再现部开始之前的四小节，圆号提早重申了主题，但此时调性还未回归到主调上，小提琴也还演奏著属调的和弦，因而有不寻常的效果。
起初这一充满先锋性的乐段甚至被认为是错印，但贝多芬自己很珍视它。据其学生里斯说：“我当时站在贝多芬旁边，以为号手是出错了。我说：‘该死的圆号手，你不会打拍子吗？这听起来大错特错。’当时贝多芬差点给了我耳朵一拳。他很久都不肯原谅我。”
再现部基本上纹丝不动地重复了主题，只是做了一般的转调。但尾声的规模变得仿佛第二个展开部，与全曲的规模相配。起初调性不明确，但渐渐增强，直到高潮中小号光芒发丈地高鸣第一主题，令人热血沸腾。
全乐章严谨而具有戏剧性。在规模和纵深上都有了显著的开拓。其长度在贝多芬交响曲作品中，除《第九交响曲》之外，无出其右者。尤其有着节奏和调性上的革新，例如时常加入更有动感的四二拍段落，并多有不协和之处，例如发展部中小提琴在高音区将相差仅一个半音的E和F同时奏出，发出刺耳的怒吼。这些更为丰富的表达传递出炽烈的感情，正如瓦格纳所言“恰似自然的熔炉一般，表现了天才青春时期所涌现的种种情绪”。
第二乐章
葬礼进行曲，甚慢板，c小调，2/4拍子。主题有两个部分，都是木管乐器与弦乐器呼应：其一是开头小提琴肃穆的c小调越段，配有鼓点般的低音，在新的调性中结束；其二是有着极大旋律性的一个短句。然后出现了C大调的段落，较为明亮；但又进入了阴暗的主题。接着出现了三声赋格段落，音乐变得急促、悲恸，在咆哮声中转到属调。结尾主题重现，但却只剩下碎片，由低音提琴的拨弦配合，尤其悲凉。木管乐器发出最后的叫喊，乐曲在弱奏中淡出。
该乐章通常被认为是“英雄之死”，罗曼·罗兰称之为“全人类抬著英雄的棺柩”，柏辽玆将之与维吉尔悼念帕拉斯的诗篇相比。该乐章也是贝多芬所创作的作品中，最有影响力的之一。其庄重、哀伤，又充满美感和独特的感情张力，由简单主题发展出多种变化，是贝多芬成熟风格的代表。
第三乐章
诙谐曲，活泼的快板，降E大调，3/4拍子。该乐章充满能量，开头的弱奏突然转成特强；作曲手法简洁细致，感情色彩也有所变化。主题在双簧管上出现。三声中部有一个军号般的主题，由圆号奏出。最后强有力地在鼓声中结束。
该乐章虽然速度快，却并非玩笑之作。对其的解释有两种极端：既有称之为“自然春色的复活”“乡间欢快的集市”者，也有认为是“军营中的景象”的，白辽士甚至称之为伊利亚特中勇士们在其领袖的墓冢前所进行的舞蹈。这也是第一部在谐谑曲中使用了三支圆号的交响曲。
第四乐章
终曲，甚快板，降E大调，2/4拍子奏鸣曲式、回旋曲式、变奏曲式的结合体。在末乐章使用变奏形式是极不寻常的。其主题来源于贝多芬之前创作的《普罗米修斯的造物》；贝多芬钦佩普罗米修斯的精神，将他作为该交响曲的结束，也是恰当的。该主题亦在1802年为独奏钢琴创作的“十五段变奏曲与赋格”（Op. 35，又称“英雄变奏曲”）中出现。 该乐章开始时风驰电掣，听起来在错误的调性（g小调和降E大调的属调）上；但随即突然进入较为平和的变奏部分。一开始并没有呈现出主题，而是先用低音和声勾勒出了主题的骨架。然后用简单的旋律与之相配，突出了音色的对比，还有些喜剧色彩。然后才出现了如歌的由两部分组成的主题。接着有一段赋格和奔放剧烈的舞曲，紧接着另一个由主题变奏而来的赋格段，达到一个小高潮。接着进入了柔美、平静的乐段，旋律交替进行。渐渐音乐变得强烈，直至一个强有力的壮丽的高潮。在一段较弱但充满悬念的乐段过后，忽转急板，暴烈的开头重现，并引向特强的结束。
该乐章杰出地处理了调性和形式上的发展。其形式综合了回旋曲式（主题与不同乐段相穿插）、奏鸣曲式和变奏曲式。低音部分直到尾声时才消失，但变化多端，起到支撑结构的作用。变奏的性格也从欢乐、奔放、狂烈到静思、静谧、温柔，再转向光辉的结束，突显了英雄壮阔的历程。刘易斯·洛克伍德（Lewis Lockwood）称该乐章是全曲的升华。
