Bài văn Hoàng hôn trên sông Hương có ba phần:

- Mở bài (Từ đầu... đến trong thành phố vốn hằng ngày đã rất yên tĩnh này): Huế đặc biệt yên tĩnh lúc hoàng hôn xuống.

- Thân bài (Từ Mùa thu... đến khoảnh khắc yên tĩnh của buổi chiều cũng chấm dứt): Sự thay đổi màu sắc của sông Hương và hoạt động của con người bên sông từ lúc hoàng hôn đến lúc thành phố lên đèn. Phần này có hai đoạn:

Đoạn đầu từ "Mùa thu... đến hai hàng cây": Sự thay đổi sắc màu của sông Hương từ hoàng hôn đến tối hẳn.
Đoạn 2 (còn lại): Hoạt động của con người bên sông từ lúc hoàng hôn đến lúc thành phố lên đèn.

- Kết bài (câu cuối): Sự thức dậy của Huế sau hoàng hôn