在漫长的牢狱生活中，如果没有劝降的人、慕名探访的人和求诗求字的人登门，文天祥就像参禅入定的僧人，终日冥然独坐，沉默不语。但在宁静的外表下，他的内心却是风暴迭起一刻不息。他时时都在奋争、怀想、痛责、哀诉。他把这一切凝血成诗。
入狱不久，他即一气集杜诗二百首。
所谓集杜诗，就是依自己的处境和情感意绪，采杜甫诗句重新组合，创出合仄押韵的绝句新章，冠以小序，生发出新的意境和蕴涵。如《误国权臣》，小序曰：“似道丧邦之政，不一而足。其羁虏使，开边衅，则兵连祸结之始也。哀哉。”诗为五言二韵：“苍生倚大臣，北风破南极。开边一何多，至死难塞责。”四句诗分别注明出自杜甫的《送韦中丞之晋》、《北风》、《前出塞》、《吴侍御江上宅》四首诗。这种集句成诗的创作手法由来已久，明代学者徐师曾说：“集句诗者，杂集古句以成诗也。自晋以来有之，至宋王安石尤长于此。”然而专集杜诗，也只有北宋诗人孔平仲尝试过。
文天祥早期诗作多酬唱赠答，或吟咏闲愁，或表达隐逸意趣，“大抵《指南录》以前之作，气息近江湖”。这也反映出当时的文学氛围。南宋末期的诗歌，一方面受理学影响，以义理为正，摒弃文采，导致精神自抑，情感苍白；另一方面，因国衰敛情约性，抒山水闲情，写民俗风习日常情趣，及投谒应酬的所谓“江湖体”风行，致使“精泊沦亡，气局荒靡，澌焉如弱卉之泛绪风”。诗歌创作在整体上滑向了低谷。
然而，正如文天祥所主张的：“诗所以发性情之和也，性情未发，诗为无声；性情既发，诗为有声。之无声，诗之精；宣于有声，诗之迹。”自元军大举南侵，家国危亡之际，诗人的爱国忧患和悲苦思情在绝望中被极大地激发出来，其诗作的视野、感情和风格的格局豁然大开，崛然飙入一个全新的境界。尤其是身陷敌营、沦入流离颠沛，诗人更是直通杜甫的精神气脉，自宗杜甫在离乱中痛抒国破家亡的史笔，以雄阔慷慨而又悲凉苍茫的抒发，记录下了天崩地裂的惨痛时事和自己的血泪心史。
至元十七年（1280）八月十五中秋节这天，乌马儿带了一个人来。此人叫汪元量，字大有，号水云，亦自号水云子、楚狂、江南倦客，钱塘人。汪元量精于写诗填词，琴艺更是卓尔不群，曾是宫中侍奉谢太后和王昭仪的琴师。临安沦陷后，他携琴随三宫入燕。忽必烈惜他才华，让他做官，他不从，赐为黄冠道士。
进了牢房，一副羽扇纶巾模样的汪元量作揖行礼，作了自我介绍，说久仰文天祥的名节和诗文，特来谒见请教。文天祥也以礼相敬，说也曾拜读过先生的诗词，但觉风骨凛然，只恨无缘交往。汪元量遂从袖中取出一卷诗作，请文天祥指教。
汪元量的这卷诗也是效仿杜甫的诗史笔法，记述亡国之戚，去国之苦，其风格微而显，隐而彰，哀而不怨，唏嘘而悲。文天祥粗略浏览，见汪元量与自己意趣相投，便与他探讨起创作的体会。
文天祥为汪元量诵读了不久前写的一首《读杜诗》。
平生踪迹只奔波，偏是文章被折磨。
耳想杜鹃心事苦，眼看胡马泪痕多。
千年夔峡有诗在，一夜耒江如酒何！
黄土一丘随处是，故乡归骨任蹉跎。
这是在写杜甫，更是在写自己。自己的坎坷遭际、人格追求和对诗歌的理解，几与杜甫一脉相承，以致感到“凡吾意所欲言者，子美先为代言之”，“但觉为吾诗，忘其为子美诗也”。所以当他在狱中回顾亡国之痛，打算以诗抒怀记史时，干脆就用集杜诗的手法，谱写了一部忠愤交集贬褒肆意的“诗史”。他一共写了二百首，皆五言二韵，汇成一集。在这些诗中，他抨击了贾似道、陈宜中等奸臣专权误国，痛斥了刘整、吕文焕、夏贵等降将卖国求荣，臧否了张世杰、李庭芝等抗元将领的功过得失，颂扬了金应、巩信、赵时赏、杜浒等爱国志士浴血奋战、慷慨殉国的英雄壮举和崇高气节。同时，也记述了自己从举义勤王，到出使元营、镇江脱险、二次勤王、江西大捷、兵败被俘直至北去入狱的经历，抒发了深重的亡国之痛和黍离之悲。
文天祥在《集杜诗》的自序中说：“子美于吾隔数百年，而其言语为吾用，非性情同哉！昔人评杜诗为‘诗史’，盖其以咏歌之辞寓记载之实，而抑扬贬褒之意灿然于其中，虽谓之史可也。予所集杜诗，自余颠沛以来，世变人事，盖见于此矣。是非有意于为诗者也。后之良史，尚庶几有考矣。”事实又如何呢？《四库全书》评述此集：“每篇之首悉有标目次第，而题下叙次时事，于国家沦丧之由，生平阅历之境，及忠臣义士之周旋患难者，一一详志其实，颠末粲然，不愧史诗之目。”这个评价与文天祥的初衷是吻合的。那么以诗记史的目的又是什么呢？《集杜诗》最后一首的集句为：“茫茫天造间，高岸尚为谷。百川日东流，势阅人代速。”以诗记史的目的，就是要激励后人法天不息，奋斗不止。
文天祥告诉汪元量，入狱后的这几个月，自己每日写诗，读诗，接待或应付各方来客，有时也抓住机会向狱吏讲前史忠义传，此外就是静默独坐，在内心与亲朋好友对话，与志士同道对话，与忠义先贤对话，与皇上权臣对话，与奸佞小人对话，与强寇元酋对话。这些对话有时心平气和，有时义愤填膺，有时情深意切，有时枪来剑往，思接千里，上下千年，逼仄的牢房倒也不能完全剥夺他的自由。
说起汪元量的诗，文天祥称赞他的创作风格“风樯阵马，快逸奔放”，问他何以能如此？汪元量说这要得益于像司马迁那样行万里路，为见多识广之故。文天祥叹曰：“嗟乎，异哉！”
两人惺惺相惜，谈得十分投机。文天祥将诗留下，说要延日细读。后来他为汪元量的诗卷题跋，为之歌曰：“南风之薰兮琴无弦，北风其凉兮诗无传。云之汉兮水之囦，佳哉斯人兮水云之仙。”可见评价之高。
聊到近晚，文天祥把话题转到汪元量随身带的琴，说先生诗写得好，听说琴艺更是一绝。汪元量说承蒙丞相垂爱，不妨这就为丞相演奏一曲。说罢，就摆琴演奏一曲《胡笳十八拍》。只见他左手按如入木，右手弹欲断弦，颤动的七根弦上骤起滚滚风涛，激荡起不羁而雄浑的气魄、无法遏制的悲愤和绞肠滴血般的痛楚。文天祥知道这是东汉才女蔡文姬倾诉惨痛身世的泣血之作，感慨汪元量为自己演奏此曲的良苦用心。他俯仰吟咏，击节伴和，深深地沉浸到了旋律的意境之中。
一曲奏罢，文天祥夸赞汪元量弹得出神入化，感人至深。两人遂又聊起《胡笳十八拍》的情感蕴涵和蔡文姬的悲苦命运。汪元量见文天祥对《胡笳十八拍》感同身受，青睐有加，便提议他按《胡笳十八拍》的琴谱写一组诗。文天祥欣然应诺。
等到一个多月后，汪元量再次来狱中探访时，文天祥拿出了组诗《胡笳曲》。这组诗也是集杜诗而成，也是十八拍，每拍八至十四句不等，格律虽与蔡文姬不尽相同，情调却相激。诗中抒发了宋亡及自己被俘后的见闻和思绪感受。如写元军的破坏和杀戮造成的后果：“中天月色好谁看？豺狼塞路人烟绝。”“恸哭秋原何处村？千村万落生荆杞。”“江头宫殿锁千门，千家今有百家存。”“汉家山东二百州，青是烽烟白人骨。”写内心的苦闷：“欲问长安无使来，终日戚戚忍羁旅。”“身欲奋飞病在床，时独看云泪沾臆。”“胡骑长驱五六年，弊裘何啻连百结。”“冬至阳生春又来，口虽吟咏心中哀。”写丧亲之痛：“我已无家寻弟妹，此身那得更无家。”“离别不堪无限意，更为后会知何地。”“自有两儿郎，忽在天一方。胡尘暗天道路长，安得送我置汝傍。”“断肠分手各风烟，中间消息两茫然。”尽管《胡笳曲》全诗笼罩着“江风萧萧云拂地，笛声愤怒哀中流”的凄惨悲戚，诗人仍一如既往地心念故国，以“胡雁翅湿高飞难，一箭正坠双飞翼”、“自断此生休问天，看射猛虎终残年”的铿锵诗句，表达了与敌人斗争到底的坚定意志和决心。
读罢《胡笳曲》，汪元量已是泪流满面。文天祥认为有的句子尚不妥帖，又与他切磋推敲了一番。改定后，汪元量说要将此诗珍藏于家，请求文天祥再亲笔录写一份。文天祥当即誊写一遍相赠。
又至近晚，乌马儿催促再三，汪元量方起身。辞别时握着文天祥的手，勉励他尽节，“必以忠孝白天下”，并表明自己“将归死江南”。果然，至元二十五年（1288），年已十八岁的瀛国公赵 入吐蕃学佛法，其母全太后入正智寺为尼，王昭仪去世，他侍奉的宋氏遗室已分崩离析，便上书忽必烈请求南归。获准南归后，他组诗社，过潇湘，入蜀川，访旧友，后于钱塘筑“湖山隐处”，行踪飘忽，被时人称为“神仙”，终老山水。他记叙亡国之情的诗集《水云集》，亦被称为“诗史”。
除了《胡笳曲》，汪元量还获赠了文天祥的其他一些诗作。文天祥每日读诗、写诗、编诗，也常抄写自己的旧作，赠送给慕名来求诗求字的人。这些诗作出了监狱，包括北人在内，被人们在私下里争相传诵。有的诗作远传到了南方，被南宋遗民寄以情思，推崇备至，比如《哭母》一诗，有南人按照“及泉会相见，鬼神共欢喜”的诗意，绘出《鬼神欢喜图》，又被大量临摹投赠，以褒扬文天祥的名节。但也有署名文天祥的伪作混杂其中，这些诗作“虽有才学，然怪其笔力不能操予夺之权，气索意沮”，与文天祥忠愤感发的丹心碧血之作气韵殊异，人们“深疑其语，后乃知叛臣在彼谀虏嫉公，或伪其歌诗，扬北军气焰，眇我朝孤残，怜馀喘不得复生之语，杂播四方，损公壮节”。这种为讨好新主子践踏忠义的伪作不经推敲，一识即破，只能反照出叛臣卑鄙无耻的嘴脸。
汪元量读了从狱中带出的诗，写了一首《读文山诗稿》，曰：“一朝禽瘴海，孤影落穷荒。恨极心难雪，愁浓鬓易霜。燕荆歌易水，苏李泣河梁。读到艰难际，梅花铁石肠。”汪元量极为精准地写出了文天祥被俘后的精神境遇，写出了他诗作中的凛然气节和铮铮铁骨。
其中“恨极心难雪，愁浓鬓易霜”两句，不仅反映出文天祥的苦难内心，也反映出狱中的恶劣处境。
囚室宽仅八尺，深不足三丈，门窗低矮狭窄，终日不见阳光，空气流通不畅。到了夏季，室内闷热难当，暴雨来临更是积水成灾。入狱头一个夏天的五月，一场大雨把牢内变成了泽国。第二年（1281）的五月十七日深夜，又是一场暴雨，积水顷刻间漫过了床榻，文天祥只得起身在水中站着。他大声呼喊狱卒，不知是被风雨遮掩还是装作听不见，狱卒全不理会。黑暗中老鼠从墙根洞穴里逃出来，像鱼一样泼剌乱窜，最终都溺死水中。他在水中站了一夜，天亮后，狱卒才过来开沟排水，积水宛似破塘决堤哗哗奔泻。
积水排走了，午后暑热升腾，蒸笼般的室内弥漫起污浊的水汽、烂泥的土气、炎热的日气、柴灶的火气、腐仓的米气、腥臭的人气、厕所和死鼠的肮脏污秽之气。不要说在这里吃饭睡觉，就是跨进来一步都令人作呕。这让他想到，在如此恶气充塞的环境里生活，不染上疾病才怪，而凭自己的虚弱之躯，却能泰然处之，安然无恙，这是什么原因呢？
不仅如此，他自殿试对策时就犯颜直谏，抨击时弊，此后一路忠直为国，守正不阿，上书乞斩董宋臣，乞斩吕师孟，讥刺贾似道，因此受到权贵的打击压制，先后五次被罢官。自外族入侵奋起勤王后，又受到留梦炎、陈宜中和黄万石等人的诬陷阻挠，甚至遭到李庭芝的追杀和张世杰的排挤。至身陷敌营，更是抗辩伯颜，漠视阿术，诗拒张弘范，舌战阿合马和孛罗，因而备受凌辱和牢狱之苦。这期间还经历了镇江走脱，空坑兵溃，五坡岭被俘服毒自杀，目睹厓山宋亡海战，北上绝食与万里行役，家人被俘或死于战乱等种种磨难。
经历了如此令人难以承受难以想象的命运折磨，他非但没有丝毫的动摇，反倒抱定死节报国的信仰，愈加以法天地之不息的精神，“独行其志，坚力直前，百挫而不折，屡踬而愈奋”，依然是大义凛然、岿然不动地挺立于天地之间。
这是为什么？文天祥自问，究竟是什么力量在支撑着自己，鼓舞和激励着自己？
北宋哲学家、理学创始人之一张载说：“太虚者，气之本。气有阴阳，屈伸相感之无穷……阴阳之气，散则万殊，人莫知其一也；合则混然，人不见其殊也。形聚为物，形溃反原。”文天祥完全接受这种气本原之说，早在《御试策一道》中就写道：“臣请溯其本原言之：茫茫堪舆，坱圠无垠，浑浑元气，变化无端。”又说：“臣窃惟天一积气耳，凡日月星辰风雨霜露，皆气之流行而发见者。”他认为宇宙万物的本原是“元气”，世间的一切包括人，都是在气的运行中产生和发见的。