《罗密欧与朱丽叶》幻想序曲采用奏鸣式结构组合中的变体曲式——双奏鸣曲式写成。作者采用这种结构较为庞大的双奏鸣曲式，是由于剧情的复杂性及其深刻的悲剧性决定的。
引子部分长达111小节，可分为三部分。第一部分一开始在几乎中速的行板的#f小调上出现，先由单簧管和大管奏出，色彩阴暗，与四部和声表达方式与平稳刻板的进行，十分接近中世纪圣咏的特点，给人一种沉闷压抑之感。这是在渲染古老的封建贵族时代的气氛，紧接着出现的劳仑斯神父的音乐形象，在长笛和单簧管的表现下，色彩显得柔和而明朗，此时的低音部大提琴是密集的三度进行，似恋人的窃窃私语，由一连串渐弱的琶音过渡至引子的第二部分。第二部分从f小调开始，几乎重复了第一部分音乐，并经过几次短暂的离调后进入引子的第三部分准备阶段，音乐表情及速度变化较多，情绪较为激越，调性转到b小调上，这是为了向呈示部的主部主题过渡。
呈示部的主部主题在快板的b小调（主调）上出现，这是一个具有最紧张的戏剧性主题，疾快的速度、痉挛般的切分节奏、强烈的力度、极不协调的和声等表现手段让人联想到刀光剑影般激烈的械斗和厮杀、那血海深仇的世代积怨。主部主题在经过单三部的呈示后渐渐隐去，小城又恢复了往日的宁静，和声上以属七和弦作等音转调进入副部主题的?bD大调。
副部主题是一个温柔而甜蜜的爱情主题，由中提琴（加弱音器）和英国管极富表情的奏出，旋律悠长，曲折而伤感，同时也暗示了爱情的悲剧。副部在音乐的陈述上较为独特，可看成abaca的双三部结构。副部主题共出现了三次，当第二次出现时，木管在高音部以八度呈示，旋律甜美如歌，温馨而宁静，如泣如诉，这是对美好爱情的无尚向往，对美好生活的无比憧憬。但完整的主题很快分解成碎片，希望似乎破灭，当第三次出现时，和声上稍作些新的变化。中间段b段插入的是一段新的旋律，由小提琴很弱的奏出，它是爱情主题的补充，像摇篮曲一般均匀地晃动，使人感到如同静夜里一对情侣在喁喁私语。
展开部开始了强烈的戏剧性冲突，可分为三个部分。第一部分以主部主题的格斗动机在?#f小调上出现，并通过逐步移高半音调模进展开（?#f-g-?ba）。第二部分运用连接部材料在?#c小调上出现，并通过频繁的转调作开展，情绪越来越激昂，冲突越来越激烈，似乎要达到白热化的境地。第三部分回到b小调，其中叠入了神父的主题音乐，在剧烈的冲突后，似乎渐渐平息下来，并以十六分音符音阶式级进过渡至再现部。
再现部（可看成第二个奏鸣曲的呈示部）从353小节开始，回到主调b小调上，副部再现是先从中间段b段作为爱情的补充主题上再现的，但这个恋人喁喁私语的主题音乐在D大调上再现（可看成调性服从，D大调为主调b小调的关系调），副部的爱情主题的再现从389小节进入，在D大调上作副部再现。
从402小节开始直到484小节，副部主题先在C小调上作展开，然后至d小调-E大调，并综合主部主题材料及神父的主题材料作展开，并经过一系列的转调?#f-b-?#c-?#f-?bb-c-b，最后回到b小调上作开放性终止。由此可以看出，从402小节至484小节实际上副部主题有充分地展开，可看成副部再同的扩充，但若作为第二展开部看，似乎更为合理。
第二个奏鸣曲的再同部省略了主部再现，因为主部材料在第一展开部中已充分展开，在第二展开部中也有一定的展开成分，可以不再赘述。Coda是从副部主题再现的（可看作第二再现部的副部），一开始在b小调上，然后一下子明朗起来，到它的同主音调B大调上，并综合引子及主部材料，从而也体现出并列、循环与再现的原则。当副部主题在篇未再次响起时，从这个爱情主题仲裁截的碎片已变成泣不成声，凄凉惨淡的音调，男女主人公的逝去注定了爱情彻底毁灭的悲剧结局。篇未的最后四小节左手以强劲的震音，右手以强有力的主和弦结束了整个乐章。
