东胜神州傲来国，有一座花果山，山顶耸立着一块仙石，吸收日月精华产下一石猴，时石猴身手不凡异常勇敢，被推为水帘洞洞主。后来，石猴四海拜师求艺，在犀西牛贺州得到菩提祖师的指授，得名孙悟空。学会了七十二变，一个筋斗云可行十万八千里。归来后自号“美猴王”。后去东海龙宫借兵器，得大禹定海神针，化名“如意金箍棒”。可大可小，重一万三千五百斤。又去阴曹地府把猴属名字从生死簿上勾销。龙王、地藏王去天庭告状，玉帝欲遣兵捉拿，太白金星建议，把孙悟空召入上界，授他做弼马温，在御马监管马。猴王开头不知官职大小，后知实情觉得委屈了自己，于是打出天门，返回花果山，自称“齐天大圣”。
玉皇大帝派李天王率天兵天将捉拿孙悟空，美猴王连败二郎神、哪吒二将。太白金星两次到花果山，请孙悟空上天做齐天大圣，管理蟠桃园。孙悟空偷吃了蟠桃，又搅了王母娘娘的蟠桃宴，盗食了太上老君的金丹后逃离天宫。玉帝再派李天王率天兵天将捉拿，双方争执不下。观音菩萨举荐灌江口二郎真君助战。孙悟空与二郎神赌法斗战，不分胜负。太上老君使暗器击中悟空，悟空被擒。玉帝使刀砍斧剁、火烧雷击，不能损伤悟空毫毛。太上老君又把悟空置炼丹炉锻炼，七七四十九日开炉。孙悟空依然无伤，在天宫大打出手。玉帝请来如来佛祖，把孙悟空压在五行山下，饥时，给他铁丸子吃；渴时，给他融化的铜汁喝。
如来因南赡部洲贪淫乐祸，多杀多争，派观音菩萨去东土选取经人，去西天取经，劝化众生。观音菩萨在流沙河、云栈洞、五行山分别度化沙悟浄、猪悟能、孙悟空三人，来做东土取经人的徒弟。又度白龙给取经人做脚力。
师徒四人历经千辛万苦终于来到灵山圣地拜见佛祖，却因不曾送人事给阿傩、迦叶二尊者，只取得无字真经。燃灯古佛指派白雄尊者夺落经卷。唐僧师徒又返回雷音寺，奉唐王所赠紫金钵做事，才求得真经三十五部五千零四十八卷，返回东土。
唐三藏等把佛经送回首都长安，真身又返回灵山。师徒四人也终修成正果，共享极乐。
