大约在1893年八月末至九月间完成，为作者的代表作。柴科夫斯基自认为这部交响曲是他一生中最成功的作品，也是他最得意的杰作。本曲首演于同年的十月二十八日，六天之后，作者不幸染上霍乱(另有一说为柴科夫斯基因同性恋被判死刑，服毒自杀），与世长辞。本曲终成为柴科夫斯基的“天鹅之歌”。
这首交响曲正如标题所示，强烈地表现出“悲怆”的情绪，这一点也就构成本曲的特色。柴科夫斯基音乐的特征，如旋律的优美，形式的均衡，管弦乐法的精巧等优点，都在本曲中得到深刻的印证，因此本曲不仅是柴科夫斯基作品中最著名、最杰出的乐曲之一，也是古今交响曲中第一流的精品。
本交响曲旨在描写人生的恐怖、绝望、失败、灭亡等，充满了悲观的情绪，而否定了一切肯定、享受人生的乐观情绪。作者在本曲中也刻意描写了人们为生活而奔忙的情景，但他揭示了一个永恒的真理——死亡是绝对的、无可避免的，而生活中的所有欢乐都是转瞬即逝的，是一部相当个人化的作品。
本曲虽属于标题音乐，是作曲家以自己一生的痛苦经历和悲观情绪为基调，但决不是针对某一特定事件或某一段特定的感情描写，而是是以抽象手法表现人类共同具有的悲怆情绪。因此有的乐评家认为，本曲不应视为纯粹的标题音乐。
全曲共分为四个乐章：
第一乐章 慢板，转不很快的快板，b小调，4/4拍子,奏鸣曲形式。序奏为慢板，低音提琴以空虚的重音作为引子，由低音管在低音区演奏出呻吟般的旋律，其他乐器则如叹息般地继续。乐曲自开始就笼罩在一种烦躁不安的阴沉气氛中。主部的第一主题快速而富节奏感地奏出，给人以苦恼、不安和焦燥的印象。之后乐曲的速度旋即转成行板，第二主题哀愁而美丽，有如暂时抛却苦恼而沉入幻想中一般。本乐章的终结部十分柔美、温和，旋律在平静的伴奏下伸展，形成谜一样的结尾。
第二乐章 温柔的快板，D大调，5/4拍子。自始自终 一贯单纯的色彩，其构想似乎来自俄罗斯民谣。5/4拍子的分配方式为， 各小节的前半部分为二拍，后半部分为三拍，形成了不安定而又稍快的音乐，全乐章呈现出昏暗、低迷的状态。主部的主要旋律具有舞蹈般的节奏，却又荡漾着一丝不安的空虚感
第三乐章 甚活泼的快板，G大调，4/4拍子,谐谑曲与进行曲混合而无发展部的奏鸣曲式。这一乐章的主要内容反映了人们四处奔忙、积极生活的景象，有人认为这一乐章体现出作者对过去的回忆。本乐章第一主题为谐谑曲式,轻快、活泼,与前两个乐章的主题形成对比。
乐章的第二主题很像意大利南部的一种民族舞蹈音乐——塔兰泰拉舞曲，其主要旋律具有战斗般的感觉，但这一主题在进行曲般的旋律中，并没有明朗、快活的气息，反而呈现出一种悲壮感。 这一主题旨在表现人类的苦恼爆发时,所发泄出的反抗力量。
此部分略经扩展后，再次出现诙谐曲主题而达到高潮。紧接着进行曲主题再现，乐章的终结部便在进行曲主题片断堆积的形态下强烈地结束。
第四乐章 终曲，哀伤的慢板，b小调，3/4拍，自由的三段体。 本乐章的主题极为沉郁、晦暗（一般交响曲的终曲都是最为快速、壮丽的乐章，而本交响曲正相反，充分强调了“悲怆”的主题），悲伤的旋律在两声圆号的衬托下显得更加凄凉片段。
本乐章在无限凄寂当中结束。这一乐章正如本交响曲的标题，描写人生的哀伤、悲叹和苦恼，凄怨感人，有深沉的悲怆之美。
