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）。