השאיפה העמוקה ביותר של האדם המאמין היא להגיע למצב שבו הוקרת התודה וההכרה בגדולת הבורא ממלאות את כל ישותו וזמנו. בעקבות ישועת ה' והניסים שעשה עמו, מצהיר המשורר כי יקדיש את עצמו לשבח רב ולהלל [רד"ק, מאירי, מצודת דוד]. מנגד, יש שרואים בפסוק זה בקשה ותפילה אישית של המשורר, המייחל לכך שיזכה לשיר ולהלל את ה' מתוך שלמות [ביאור שטיינזלץ].
הפרשנים עומדים על משמעות המילים בפסוק: הביטוי יִמָּלֵא פִי אינו מתאר רק פעולה נקודתית, אלא מצב תמידי שיימשך לאורך כל ימי חייו של האדם [אבן עזרא]. צירוף המילים כָּל הַיּוֹם מוסב גם על תחילת הפסוק, ומלמד שפיו יהיה מלא בשבח ברציפות לאורך כל שעות היממה [מצודת דוד]. המילה תִּפְאַרְתֶּךָ מכוונת באופן ספציפי למעשיו הנשגבים והעל-טבעיים של ה', שדרכם מתגלה תפארתו בעולם [מלבי"ם].
הבדל מהותי קיים בין שבח לבשר ודם לבין שבח לה'. אילו אדם היה מהלל מלך אנושי במשך יום שלם על טובה אחת בודדת שעשה לו, הדבר היה נשמע כהגזמה ואף עלול להתפרש כגנאי וכזלזול במלך. אך כשמדובר בה', המציאות שונה לחלוטין: גם אם האדם ימלא את פיו בהלל כל היום על חסד אחד בלבד, אין בכך כל הגזמה. גדולתו של ה' היא אינסופית, ולכן השבח התמידי אינו חורג מן הראוי, אלא מהווה את כבודו ותפארתו האמיתית [אלשיך].
לצד המשמעות הרעיונית והתיאולוגית, חכמי התלמוד למדו מהמילים יִמָּלֵא פִי תְּהִלָּתֶךָ הלכה מעשית הנוגעת להלכות ברכות. כאשר אדם מברך את ה', פיו צריך להיות פנוי לחלוטין מכל דבר אחר. משום כך, אדם שהכניס אוכל לפיו ונזכר שלא בירך, אינו רשאי לברך כשהאוכל בפיו, אלא עליו לפנותו קודם לכן, כדי שפיו יהיה מלא אך ורק בתהילת ה' ולא בדברי חול [תורה תמימה].
ברובד נוסף, הפסוק נדרש כרמז לשני חלקי התורה. המילה תְּהִלָּתֶךָ רומזת לתורה שבעל פה, שאותה הוגים בפה (פִי) וניתן ללמוד אותה בכל עת, ביום ובלילה. לעומת זאת, המילה תִּפְאַרְתֶּךָ רומזת לתורה שבכתב, שעל פי תורת הסוד נהוג ללמוד אותה דווקא בשעות היום, כפי שנרמז במילים כָּל הַיּוֹם [חומת אנך].