詩仙李白在少年時，就對越王樓很熟悉：他每次從彰明清蓮乘船下梓州長平山安昌巖拜縱橫家趙蕤為師，求學多年，他往返乘船或步行都必經綿州，其間數次棄舟登樓；而李白所作的《上樓詩》說的就是他登越王樓時的感受：
危樓高百尺，手可摘星辰。
不敢高聲語，恐驚天上人！
762年秋，詩聖杜甫在流寓綿州時，遊歷了越王樓。
當他見到歷時百余年後的越王樓依然壯觀而氣勢不凡時，他萬分感慨，便賦詩《越王樓歌》。
後來，此詩被贊為名人歌詠越王樓的詩詞中，最有名氣的千古絕唱：
綿州州府何磊落，顯慶年中越王作。
孤城西北起高樓，碧瓦朱甍照城郭。
樓下長江百丈清，山頭落日半輪明。
君王舊跡今人賞，轉見千秋萬古情。
詩神李商隱在登臨越王樓後，曾寫下《霜月》壹詩贊嘆道：
初聞征雁已無蟬，百尺樓高水接天。
青女素娥俱耐冷，月中霜裏鬥嬋娟。
弘文館學士盧栯也遊覽了越王樓，並賦詩《和於中丞登越王樓作》：
圖畫越王樓，開緘慰別愁。
山光涵雪冷，水色帶江秋。
雲島孤征雁，煙帆壹葉舟。
向風舒霽景，如伴謝公遊。