《上海沧桑》是一首声乐作品。为表现出上海民族经济所经历的风风雨雨，作曲家在歌曲中呈现了许多转调的部分，但基本都是五声性的民族调式。《上海沧桑》在前奏、间奏、主歌、副歌部分的调性各有不同。歌曲先出来的是伴奏，为D羽调式。
通过分析前奏部分的旋律可以得知，其音节是在五声调式的基础上加入了变宫的六声调式。从第十小节开始，有四个小节离调到了C宫系统的五声调式。前奏的后半部分落在降B宫调（六声加清角）。
羽调式的音乐风格清丽，又具有自然小调凄婉的色彩，加入变宫音之后，不协和性的二度音程的增加使得前奏部分呈现出一种悲叹凄清的味道。但中间又离调到它的属关系调C宫系统。作曲家在调式调性上用的民族五声性调式，但在创作中又运用了西方近关系转调的手法。C宫调的调性感觉与自然大调有些相似，气势磅礴雄伟，为前奏部分增加了历经沧桑后的沉稳感，与《上海沧桑》的剧情发展相呼应。
歌曲从第二十小节开始进入主歌部分，为E羽调的五声调式。民族风格特点鲜明。歌曲的伴奏织体为各和弦分解演奏。
第二十六小节至三十三小节为歌曲的间奏，间奏与前奏的开头相同，都为E羽调式（六声加变宫），间奏的后半部分是以模进方式转到B徵调式（五声）。
第三十四小节至四十八小节是歌曲的第二部分，前四小节的调号是1=D，它的调性为B羽（六声加变宫），第三十八小节开始至这一部分的结束都转为G大调的调号，调性为E羽（七声清乐），从四十九小节开始是主歌的再现，调性为E羽（六声加变宫）。最后的尾声又转为E商（五声），最后的结尾落在E徵调五声。
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