最后一层，诗的节奏加快。作者紧紧扣住人物的心理活动，将渔人离开桃源、怀念桃源、再寻桃源以及峰壑变幻、遍寻不得、怅惘无限这许多内容，一口气抒写下来，情、景、事在这里完全融合在一起了。“不疑”六句，在叙述过程中，对渔人轻易离开“灵境”流露了惋惜之意，对云山路杳的“仙源”则充满了向往之情。然而，时过境迁，旧地难寻，桃源已不知在何处了。这时，只剩下了一片迷惘。最后四句，作为全诗的尾声，与开头遥相照应。开头是无意迷路而偶从迷中得之，结尾则是有意不迷而反从迷中失之，令读者感喟不已。“春来遍是桃花水”，诗笔飘忽，意境迷茫，给人留下了无穷的回味。

　　将这首《桃源行》诗与陶渊明《桃花源记》作比较，可以说二者都很出色，各有特点。散文长于叙事，讲究文理文气，故事有头有尾，时间、地点、人物、事件都交代得具体清楚。而这些，在诗中都没有具体写到，却又使人可以从诗的意境中想象到。诗中展现的是一个个画面，造成诗的意境，调动读者的想象力，去想象、玩味那画面以外的东西，并从中获得一种美的感受。这就是诗之所以为诗的原因。

　　王维这首诗中把桃源说成“灵境”、“仙源”，现代的人多有非议。其实，诗中的“灵境”，也有云、树、花、竹、鸡犬、房舍以及闾巷、田园，桃源中人也照样日出而作，日入而息，处处洋溢着人间田园生活的气息。它反映了王维青年时代美好的生活理想，其主题思想，与散文《桃花源记》基本上是一致的。

　　这首诗通过形象的画面来开拓诗境，可以说，是王维“诗中有画”的特色在早年作品中的反映。此外，全诗三十二句，四句或六句一换韵，平仄相间，转换有致。诗的笔力舒健，从容雅致，游刃有余，颇为后人称道。清代王士禛说：“唐宋以来，作《桃源行》最佳者，王摩诘（王维）、韩退之（韩愈）、王介甫（王安石）三篇。观退之、介甫二诗，笔力意思甚可喜。及读摩诘诗，多少自在；二公便如努力挽强，不免面红耳热，此盛唐所以高不可及。”（《池北偶谈》）这“多少自在”四字，便是极高的评价。翁方纲也极口推崇说，这首诗“古今咏桃源事者，至右丞而造极。”（《石洲诗话》）这正是结论性的评价。