Le poème compte dix chants, soit 1 102 strophes, toutes en octaves décasyllabiques à rimes ABABABCC. Il suit le modèle de l'Énéide : proposition, invocation, dédicace, puis récit qui s'ouvre in medias res, alors que la flotte de Vasco de Gama est déjà dans l'océan Indien. Au fil des chants, Gama raconte au roi de Mélinde l'histoire du Portugal, tandis que les dieux, Vénus favorable aux Portugais, Bacchus hostile, se disputent leur sort. Les épisodes les plus célèbres sont la mort d'Inès de Castro (chant III), le géant Adamastor (chant V) et l'île des Amours (chants IX et X). Le véritable héros est le peuple portugais plus que Gama lui-même.
Publié en 1572, le poème est vite reconnu comme l'épopée nationale, même si Camões ne tire de sa publication qu'une pension modeste, versée de façon irrégulière. L'Inquisition en autorise l'impression en jugeant que l'intervention des dieux antiques relève du procédé littéraire et non de la croyance. Il est depuis traduit dans de nombreuses langues ; en 2016, le Diário de Notícias l'a classé premier d'une liste de cinquante œuvres essentielles de la littérature portugaise.
Les Lusiades sont devenues le livre du Portugal : leur auteur est célébré chaque 10 juin, jour de la fête nationale. Mais l'épopée n'est pas une simple glorification. Camões y mêle l'éloge de l'aventure maritime à une inquiétude sur ses coûts, que porte la voix du Vieillard du Restelo au chant IV, et sur la fragilité d'un empire que la défaite d'Alcácer-Quibir, en 1578, allait bientôt ébranler. Le poème reste une lecture majeure pour comprendre la Renaissance, l'âge des Découvertes et la naissance d'une conscience nationale.