En septembre et octobre 1870, Arthur Rimbaud — lycéen fugitif de Charleville, âgé de seize ans — séjourne à Douai chez la famille de son professeur Georges Izambard. C'est là qu'il met au propre un ensemble de poèmes qu'il a composés dans les semaines précédentes. Il en confie deux copies manuscrites : la première à Izambard lui-même, la seconde à Paul Demeny, jeune poète ami d'Izambard. C'est cette seconde copie, conservée et redécouverte au XXe siècle, qui a donné naissance à l'édition moderne appelée Cahier de Douai.
Le recueil se divise en deux séries de onze poèmes chacune, numérotées à la suite. Cette symétrie n'est pas accidentelle : elle trahit une volonté de composition, un désir d'ordonner la matière lyrique en un livre cohérent, à rebours de l'image spontanée que l'on prête parfois au jeune Rimbaud.
La première série s'ouvre sur Première soirée, scène de séduction légère et sensuelle entre un narrateur et une jeune fille, écrite dans un registre encore proche de la tradition galante. Elle se poursuit avec des poèmes comme Sensation — sans doute le plus célèbre de l'ensemble, où le poète imagine marcher à travers la nature, porté par un sentiment de liberté et d'union avec le monde —, Ophélie, méditation mélancolique sur la noyée shakespearienne devenue figure de la beauté sacrifiée, et Le Bal des pendus, danse macabre d'inspiration gothique qui tranche par son humour noir sur le reste du recueil.
Parmi les autres titres notables de cette première série figurent Le Châtiment de Tartufe, satire anticlérirale grinçante, À la musique, tableau ironique de la bourgeoisie charlevelienne lors d'un concert de plein air, et Vénus Anadyomène, sonnet audacieux qui retourne le topos de la beauté féminine en une description volontairement repoussante du corps d'une femme sortant du bain — geste provocateur contre la poésie idéalisante.
La seconde série accentue le tournant politique et satirique. Elle débute avec Les Étrennes des orphelins, poème de jeunesse plus conventionnel, puis enchaîne sur des textes où la guerre franco-prussienne de 1870, que Rimbaud vit de près, laisse une empreinte directe. Le Dormeur du val — sonnet le plus étudié du recueil — décrit un soldat allongé dans la nature, dont la quiétude apparente est démentie par la révélation finale : il est mort. La chute est brutale, construite sur un silence que le poème entier s'emploie à différer.
Au Cabaret-Vert et La Maline forment un diptyque de scènes d'auberge pittoresques, héritées du lyrisme de route que Rimbaud emprunte à la tradition vagabonde. L'Éclatante Victoire de Sarrebrück raille avec une ironie cinglante la propagande militaire du Second Empire autour d'une bataille mineure présentée comme un triomphe. Le Mal condamne sans détour la guerre et l'Église qui la bénit.
La série se referme sur Rages de Césars, Rêvé pour l'hiver et Le Buffet, poème élégiaque sur les objets anciens qui gardent la mémoire des existences disparues.
Ce qui frappe à la lecture de l'ensemble, c'est l'extraordinaire amplitude d'un recueil composé en quelques semaines par un adolescent. Les registres coexistent sans se neutraliser : le lyrique et le satirique, l'érotique et le politique, la méditation sur la mort et l'humour corrosif. On y perçoit un poète qui explore simultanément plusieurs héritages — Baudelaire, Hugo, Musset — tout en commençant à les déstabiliser de l'intérieur. Le Cahier de Douai n'est pas encore la poésie du voyant que Rimbaud théorisera en 1871, mais il en contient déjà les prémisses : un regard qui refuse la convention, une langue qui cherche le choc.