乌台诗案是北宋一大文字狱，王安石推行变法，有如暴风骤雨，一个新法尚未见成效，另一个新法又推行出来了，而且任用新进，与民争利百姓苦不堪言。苏轼在《再上皇帝书》中指出：“今日之政，小用则小败，大用大败，若力行不已，则乱亡随之。”这一政治态度导致了他与新党的巨大矛盾，乌台诗案的发生与新旧党争有着内在联系。
乌台又叫乌府，为谏官御史办公之处所，《汉书》记载，乌府中多柏树，常有乌鸦数千栖宿其上。晨去暮来，因而御史台（府）称为乌府或乌台。
元丰二年（1079年）三月，44岁的苏轼由徐州调至湖州，作为例行公事，苏轼给神宗写了《湖州谢上表》，说自己无政绩可言，而皇恩浩荡，让自己到湖州任职，其中有几句牢骚话：“陛下知其愚不适时，难以追陪新进；察其老不生事，或能牧养小民。”“其”，代词，指苏轼自己与变法的“新进”是不一样的，说“老不生事”，实际暗指变法的新进者扰民生事。
三月二十七日，监察御史何正臣抓住这奏本几句，称苏轼“愚弄朝廷，妄自尊大”“一有水旱之灾，盗贼之变，轼必倡言，归咎新法”，请神宗“大明赏诛，以示天下，如轼之恶可以止而勿治乎！”
同年七月二日，御史中丞李定上疏说苏轼有可废之罪四：一是苏轼初无学术，滥得时名，偶中异科，遂叨儒馆；二是苏轼急于获得高位，心怀不满，于是讥讪权要；三是皇帝对他宽容已久，冀其改过自新，但苏轼拒不从命；四是苏轼所写之诗荒谬浅薄，影响很大，“臣叨预执法，职在纠察，罪有不容，岂敢苟止？伏望陛下断自天衷，特行典宪，非特沮乖慝之气，抑亦奋忠良之心，好恶既明，风俗自革。”
同日，为了配合李定的弹劾，监察御史里行舒在奏本中分析了苏轼讽刺新法的诗歌：“盖陛下发钱（指青苗钱）以本业贫民，则曰‘赢得儿童语音好，一年强半在城中’；陛下明法以课试郡吏，则曰‘读书万卷不读律，致君尧舜知无术’；陛下兴水利，则曰‘东海若知明主意，应教斥卤（盐碱地）变桑田’；陛下谨盐禁，则曰‘岂是闻韶解忘味，尔来三月食无盐’；其他触物即事，应口所言，无一不以讥谤为主。”舒还上缴了苏轼印行的三卷诗稿作为证明。
由于御史台众口一声，神宗立刻诏命知谏院张b、御史中丞李定立案推治，苏轼的好友王诜知道这一消息，立即派人告诉苏轼的弟弟苏辙，苏辙赶紧派人到湖州通知苏轼。与此同时，朝廷委派太常博士皇甫遵前往湖州传旨，苏辙的信使比皇甫遵先到一步，苏轼知道消息后立即请假由通判代行太守之职责，皇甫遵到了湖州，苏轼不知如何是好，与通判商量，通判说躲避无济于事，应面见钦差。苏轼穿上官衣官靴去见皇甫遵说：“臣知多方开罪朝廷，必属死罪无疑，死不足惜，容臣与家人一别。”皇甫遵告诉苏轼，不用担心害怕，没有你说的那么严重，打开公文一看，仅仅是免去太守职务，传唤进京，要苏轼立即起程。正是驱一太守如驱鸡犬。
苏轼回家，全家大哭，苏轼只好讲了宋真宗时杨朴写给夫人的一首诗：“更休落魄贪酒杯，且末猖狂爱咏诗。今日捉将官里去，这回断送老头皮。”来安慰家人，家人听了不那么着急了，烧了不少信件和手稿。
七月二十八日，苏轼被捕，八月十八日，关进御史台的监狱，八月二十日，正式讯问。苏轼报上了自己的籍贯、年龄、世系、科举考中的时间以及历任官职，苏轼还讲了自己受到的两次处分。依次是在凤翔通判任内与上官不和，没有出席官方仪典，罚红铜8斤；另一次在杭州因小吏挪用公款未及时呈报，罚红铜8斤，除此之外没有不良记录。苏轼只承认在杭州写的《山村五绝》第二首：“老翁七十自腰镰，惭愧春山笋蕨甜。岂是闻韶解忘味，迩来三月食无盐。”“意山中之人，饥贫无食，虽老犹自采笋蕨充饥。时盐法峻急，僻远之人无盐食，历经数月，若古之圣人，则能闻韶忘味，山中小人，岂能食淡而乐乎，以讥盐法太急。”
盐法即配卖官盐，原先国家将盐贩给商人，由商人卖给用户，实施盐法后，由国家直接卖给消费者，称为“官卖”，由于封建官僚制度的特点不适宜经商，加上官吏的贪污腐败，有时候还往食盐中掺入泥沙，老百姓不愿意买这价高质劣的“官盐”，“官盐”卖不出去他们就先收钱再发盐，种种弊端让百姓不满甚至抵制，苏轼的诗正是反映了这一现实。苏轼供认，除《山村诗》外其余文字，并无干涉时事。二十二日御史台讯问《八月十五日看潮》“东海若知明主意，应教斥卤变桑田。”之用意，逼得没办法，苏轼只能根据舒定的调子，说是“讽刺朝廷水利之难成。”
到了九月份，御史台搜集苏轼寄赠他人的大量诗词。王安石罢相的第二年（1077），苏轼寄赠司马光的《独乐园》：“先生独何事，四方望陶冶，儿童诵君实，走卒知司马。抚掌笑先生，年来效喑哑。”御史台说这诗讽刺新法，为司马光上台制作舆论。虽然罪名成立，但当时新法已废，这一罪名不能判苏轼重刑，于是御史台找出了《和韵答黄庭坚二首》和《汤村开运河，雨中督役》，前者是与黄庭坚唱和的，后者是寄赠好友王诜的。
《和韵》诗云：“嘉谷卧风雨，莨莠等我场。阵前漫方丈，玉食惨无光。”苏轼的解释是，今之小人轻君子，如莨莠之夺嘉谷也。《汤村》诗云：“居官不任事，萧散羡长卿。胡不归去来，留滞愧渊明。盐事星火急，谁能恤农耕？薨薨晓鼓动，万指罗沟坑。天雨助官政，泫然淋衣缨。人如鸭与猪，投泥相溅惊。下马荒堤上，四顾但湖泓。线路不容足，又与牛羊争。归田虽云辱，岂失泥中行？寄语故山友，慎毋厌藜羹。”苏轼承认自己对盐官在汤村一带开运盐河的不满，“农田未了，有妨农事”“又其河中间有涌沙数里”“役人在泥中，辛苦无异鸭和猪”等等。仗义执言也是罪行。
舒等人意犹未尽，鼓动副宰相王检举《王复秀才所居双桧》诗。诗云：“凛然相对敢谁欺，直干凌空未要奇。根到九泉无曲处，世间惟有蛰龙知。”王复在乡间行医，口碑甚好，他家门口有两株百年的桧树。诗的意思是这两株树相对挺立，表现出了不可侵犯的气势，笔直的树干不仅耸入云天，更为奇特的是他们的根扎入地下，在九泉之处也毫不弯曲，也许只有潜伏在地下的蛰龙才能理解。诗以桧喻人，赞美一种表里如一、光明磊落的高风亮节，王极尽诬陷之能事对神宗说：“陛下飞龙在天，而轼求之于地下的蛰龙，其不臣如此。”王满以为神宗一定龙颜大怒，苏轼一定人头落地，没想到不以为然说，龙者非独人君，人臣也可以称龙，比如孔明就是卧龙，“诗人之词，安可神宗论？彼自咏桧，何预朕事？”御史问苏轼咏桧一事，苏轼巧妙地回答：王安石诗“天下苍生望霖雨，不知龙向此中蟠”，用了蟠龙一词。御史听了笑而不言。那些拥护王安石变法的“新进”，居然连王安石写过的蟠龙也记不起来了。御史台不肯善罢甘休，将苏轼转往三司度支审问，想从经济上抓把柄，但苏轼一向为官清廉，结果毫无收获。 在狱中备尝苦难，未卜生死，苏轼一直等待审判的最后结论。他儿子苏迈每天到监狱给他送饭，但不能见面。苏轼和苏迈有个约定，平时只送蔬菜和肉食，如果判处死刑就改送鱼，以便心理有个准备。有一天因钱用光了，苏迈出京借钱，委托朋友送饭，朋友不知道这一约定，送去一条熏鱼，苏轼一见，认为凶多吉少，给弟弟苏辙写诗诀别。诗之一：“圣主如天万物春，小臣愚暗自亡身。百年未满先偿债，十口无归更累人。是处青山可埋骨，他年夜雨独伤神。与君世世为兄弟，再结来生未了因。”
诗之二：“柏台霜气夜凄凄，风动琅月向低。梦绕云山心似鹿，魂飞汤火命如鸡。额中犀角真君子，身后牛衣愧老妻。百岁神游定何处？桐乡应在浙江西。”
诗作完成后，狱吏按照规矩将诗作呈交给神宗，神宗读后甚为感动。神宗本就欣赏苏轼的才华，交给乌台审理只是想煞煞苏轼的锐气罢了。
对于苏轼的案子，神宗十分头痛，有宋一代历来重视言官御史台，言官群起而攻击苏轼，不能不使他慎重考虑，于是他打发一个宦官潜至乌台，观察苏轼的动静。几天后宦官汇报，苏轼晚上躺下就睡，鼾声如雷，神宗认为苏轼心中坦荡，没有藏奸。
乌台诗案在朝野引起巨大反响，宰相吴充直言：“陛下以尧、舜为法，薄魏武固宜。然魏武猜忌如此，犹能容弥衡，陛下不能容一苏轼何也？”已罢相退居金陵的王安石也上书神宗：盛朝不应诛名士。与苏轼同榜进士章也上书规劝神宗，“轼十九擢进士第，二十三应直言谏科，擢为第一。仁宗以为一代之宝，今反置在囹圄，臣恐后世以谓陛下听谀言而恶讦直也。”
身患重病的曹太后对神宗说，“昔仁宗策贤良归，喜甚”，指的就是苏轼苏辙，现在要杀苏轼行么？幕前幕后救苏轼的人不在少数，在狱中苏轼关了四个月零十二天，十二月二十九日，圣谕下发，苏轼贬往黄州，充团练副使，不准擅离，无权签署公文。实际上作为政治犯，苏轼仍然得接受地方官员的监督。
因乌台诗案受到牵连的多至25人，驸马都尉王诜削除一切官爵，其次是王巩，被御史附带处置，发配西北监宾州盐酒务、苏辙降职调往江西高安任筠州酒监。退休的副宰相张方平罚红铜30斤，司马光等人各罚红铜20斤。
苏轼出狱当天又写了两首诗，其中一首是：“平生文字为吾累，此去声名不厌低。塞上纵归他日马，城东不斗少年鸡。”
乌台诗案对苏轼仕途是一大挫折，对苏轼的创作是一大促进，正如陆游所说的：“天恐文人未尽才，常叫零落在蒿莱。不为千载离骚计，屈子何由泽畔来？”在黄州苏轼写下了诸如《念奴娇・赤壁怀古》及《前赤壁赋》《后赤壁赋》等不朽的诗文，就是明证。