1915年，二十岁的刘天华在失业、贫病、丧父的苦痛中构思酝酿了自己的第一首二胡独奏曲《病中吟》。1923年定稿的当年，刘天华的高徒、北大数学系学生徐炳麟登台北大音乐会独奏二胡曲《病中吟》，由此二胡独奏第一次登上音乐会的“大雅之堂”，成为当时北大最受欢迎的节目之一。乐曲令师生们耳目一新，校园里一时传唱起《病中吟》的主题曲调。1931年，高亭唱片公司为刘天华灌制了两张唱片，留下了《病中吟》等四首珍贵的二胡、琵琶独奏录音，现代二胡历史中第一首独奏曲被记录下鲜活的声响。
　　《病中吟》从构思到定稿历时八年。在最初的五年内，无锡顾山国乐名家周少梅对刘天华改革创新思路的启迪与影响最为重要。
　　1916年春天，在常州江苏省立第五中学担任军乐队教员的刘天华带领自己训练的乐队，参加江苏省教育厅举办的省立中学师范校际音乐演奏会。在演奏会上，刘天华近距离聆听了周少梅的“三把头胡琴”和琵琶独奏，后者高超的演奏技艺使刘天华大开眼界，会后刘天华激动地投拜周少梅为师。1917年是刘天华结婚的第一年，从常州返回江阴度暑假的刘天华即约请周少梅来家中传授二胡、琵琶的传统演奏技艺。当时生活贫寒的刘天华和妻子商量，当掉了新婚的冬衣冬被，让周先生安稳地吃住在家中，以尽弟子之敬慕。
　　周少梅向刘天华口传心授，每一次演奏与传授都有细微的变化或即兴的发挥。《虞舜薰风曲》是周少梅最拿手的江南丝竹曲目之一，周少梅“三把头胡琴”的改革就是从改编演奏这首乐曲开始的。《虞舜薰风曲》是《老六板》的放慢加花，又叫《中花六板》，其中最精彩的加花即兴部分，周少梅每次演奏都会随兴致有所变化，刘天华当场听记、一一反复比对整理。学习演奏技艺的同时，刘天华还收集记录下了周少梅演奏的众多曲目，并不断添加完善。周少梅的《国乐谱》讲义中的《虞舜薰风曲》就是刘天华的记谱。
　　在刘天华求教周少梅的五年里，深厚的师生情谊体现在彼此的欣赏与影响。1921年是刘天华应聘任教北大音乐传习所的前一年，周少梅应邀参加刘天华在江阴发起组织的“暑假国乐研究会”，第一次听到刘天华创作的二胡曲《病中吟》，周少梅对自己这位学生的才华既欣赏又钦佩，会后便把《病中吟》《月夜》辑入《周少梅国乐谱》讲义，对《病中吟》的创作极其推崇，常常自己演奏钻研，并传授给学生。
　　周少梅的“三把头胡琴”是二胡演奏技法的拓展，也是乐器的改革创新。他把二胡的上把位演奏扩展到上、中、下三个把位指法的运用。为了满足三个把位的演奏，他与制琴技师合作，将原本76厘米高的二胡改良至81.5厘米。刘天华继承了周少梅的这一创举，并在此基础上进行了更为科学、规范、系统的研究与革新。刘天华与北京文兴斋乐器店老乐工合作，参考西洋乐器的构造原理，兼顾二胡柔美的音色和适合独奏的音量，将当时普遍使用的圆形琴筒改为六角形。他规定了二胡的有效弦长（千斤至琴码的距离）为46至48厘米，拓宽了二胡的应用音域。今天我们使用的二胡的形制就是在刘天华改革的基础上定型发展的。刘天华还明确规定了二胡的定弦音高（内弦d、外弦a），科学划分了二胡的把位，并将“三把头”又向高音拓展了两个把位演奏，音域扩大到三个八度以上。

　　《病中吟》从酝酿到定稿，刘天华经历了曲折坎坷的生活和痛苦惆怅的心路历程，乐曲是刘天华文化经历和思想演变的写照。
　　《病中吟》全曲由四个段落构成：
　　第一段（慢板），E羽调，以第一小节为素材缓缓慢诉，旋律连绵伸展、承递叠进，构成变奏反复的两大乐句。整个乐段为羽调色彩，情绪消沉，段尾转为宫调以衔接下段。
　　第二段（较前段略快），G宫调，由两个乐句构成。第一乐句慢起渐快，以十六分音符为主体，八分音符和八分休止符构成激动、短促的呼吸。旋律上下转折迂回，如同内心挣扎、上下求索。第二乐句是第一句的变化重复，连续快速十六分音符的长句，情绪由徘徊彷徨直转为奋进前行的振作精神，最后一小节再度陷入苦闷消沉的羽调色彩。
　　第三段（更慢），E羽调，是第一段高潮部分的再现，心情绝望如同“梦醒了无路可走”，情绪回归痛苦失落。
　　尾声（快），G宫调，简短地再现了第二段第二句的部分材料，从愤慨情绪的迸发，直至竭尽心力戛然而止，曲尾用克制缓慢的五个音沉入“余将何往？”的迷惘与抑郁。
　　《病中吟》全曲篇幅逐段递减，第一段三十二小节、第二段十六小节、第三段八小节、尾声八小节。乐曲曲调最初酝酿于“病”的忧闷与消沉，而乐曲的“光彩”在于忧闷之后的振作、呻吟之后的呐喊、消沉之后的奋起，连绵无尽的沉郁与满腔热血的愤慨形成强烈的情感对比。刘天华突破了中国传统音乐的“中和”之美，他用速度上慢与快的往复、音乐语汇上疏与密的回环，层层叠进对比撞击出灵魂的“火花”。曲尾在情绪的巅峰急转直下，留下无解的叹息，如此鲜明夸张的碰撞充满了“中国式”的浪漫主义色彩。
　　《病中吟》的旋律动机是典型的江南曲调，民间音乐旋法特点在乐曲中随处可见。例如，乐曲第二小节是动机旋律向上方五度发展，旋律是第一小节的倒影形态，从第三小节开始，旋律的发展围绕情感的起伏，运用环环相扣的“鱼咬尾”、层层递进的“模仿”、连绵不断的“衍展”等等手法自由伸展旋律；又如，第一段慢板，刘天华运用传统的“尾转”手法作为大乐句反复时的过渡，补充的过渡性旋律淡化了乐句反复的界限，使反复在听众不知不觉中自然而然地开始；再如，乐曲第二段快板旋律是在第一段曲调基础上的派生，两个樂句都以十六分音符为主体，前句用八分音符顿挫的短句表达迂回徘徊，后句用连续五个小节的十六分音符表达奋起向上，两句形式与内容既对比又统一。 　　刘天华的创作没有离开五声性的旋律思维，植根民间音乐旋法的同时又突破了传统加花、放慢、简化、缩短、伸长的变奏手法，旋律发展自由多变，此起彼伏而又流畅自然。他让传统音乐语汇焕发了新的生命。当时，“新文化运动”使中国传统文化与西方近代文化既碰撞又融合。在这个西乐推动新音乐的大潮中，刘天华十五岁入选中学军乐队几乎学遍了乐队中所有的乐器，十八岁在开明剧社担任乐队配乐时钻研过钢琴和提琴，失业返乡后，二十二岁在江苏省立第五中学担任军乐队指导和唱歌教员，直到二十八岁北上任教之余还定期学习小提琴和作曲理论，时常以小号演奏员的身份参与管弦乐队的演出，一生从未停止学习西乐。刘天华对西乐的钻研愈深刻全面，就愈珍视国乐。他始终站在民族音乐语言的立场上借鉴西方作曲技法，《病中吟》调性上宫羽调交替的安排也许是受到了西洋关系大小调的影响。在结构上，乐曲第三段的再现也许是对西洋再现原则的吸收运用。而全曲又是以速度和节奏作为音乐变奏发展的关键因素，这是典型的民间音乐结构形态。所以，可以说刘天华用中国传统音乐“固有的精髓”把西洋音乐的创作技法融化在了作品中。

　　刘天华用这部作品创造性地开拓了二胡这件乐器的独奏能力。乐曲中九次运用七度的大跳表达抑郁情绪的高点、四次内弦的八度大滑音将心情沉入黑暗、曲尾冲向极高音的快速大滑音如向用尽心力的呐喊，奋起冲破黑暗和沉郁。《病中吟》情感基调的灵魂是凝重、深沉的音质，慢板需要左手手指更充分地按弦，右手慢长运弓的弓毛与琴弦贴合的压力也略重于常规，这种贴弦的运弓塑造了在泥泞中艰难前行的音乐形象。快板连续十六分音符的演奏需要左手颗粒清晰指力均衡、右手运弓宽阔而连贯，酣畅饱满的大幅度运弓抒发了砥砺奋进的勇气。
　　从1922年至1932年在北京的这十年里，刘天华以非凡的勇气，把二胡纳入高等音乐学府的器乐教学之中，为二胡这件民间乐器在学术界争得了一席之地。这个时期的刘天华眼界更为开阔，中乐西乐接触了更多的名家，他编写教材，一边创作一边传授。学生们回忆当时刘天华的二胡演奏教学主要包括：二胡练习曲、江南丝竹、广东音乐和创作独奏曲等等。1923年，《病中吟》一定稿，即参加了北大音乐会演出。刘天华建立了现代二胡教学的全新形象和体系，最终为二胡脱胎换骨地走进新世纪奠定了坚实的基础。
　　在新文化运动浪潮的猛烈冲击中，身为北大教授的刘天华将旧时代的人生苦闷和向往新生活的呐喊都写进了自己的作品。他以强烈的使命感和满腔的热血，在发展、振兴“垂绝国乐”的道路上为后人“打出一条新路来”。1963年，在建国后的第一次全国二胡大赛——第四届“上海之春”二胡比赛中，刘天华的《病中吟》被定为大赛第一轮的规定曲目。这次比赛出现了闵惠芬、蒋巽风、王国潼、黄海怀、肖白墉等大批优秀演奏人才。更有意义的是，它推动了二胡独奏曲的创作，其中包括反映现代生活的，如：《山村变了样》《赶集》《河南小曲》《赛马》等等；有用古曲、民歌改编的，如：《汉宫秋月》《阳关三叠》《江河水》《秦腔主题随想曲》《迷胡调》等等；还有由专业作曲家构思、演奏技术全新突破的《豫北叙事曲》《三门峡畅想曲》等。这些作品与刘天华的音乐一起开启了一个全新的时代。刘天华的学生蒋风之、陈振铎、储师竹等人继承二胡事业砥砺前行，1950年华彦钧（阿炳）的二胡作品被录制并广泛传播，二胡在民族器乐领域的地位赫然而立，全国音乐院校都设立了民族音乐系，开设二胡演奏专业，二胡演奏艺术的传承、发展进入了生机盎然、蓬勃前行的新时代。