東勝神州傲來國有一花果山，山頂一石，產下一猴。石猴求師學藝，得名孫悟空，學會七十二般變化，一個筋斗去可行十萬八千里，自稱“美猴王”。他盜得定海神針，化作如意金箍棒，可大可小，重一萬三千五百斤。又去陰曹地府，把猴屬名字從生死簿上勾銷。玉帝欲遣兵捉拿，太白金星建議，把孫悟空召入上界，做弼馬溫。當猴王得知弼馬溫只是個管馬的小官后，便打出天門，返回花果山，自稱“齊天大圣”。玉帝派天兵天將捉拿孫悟空，美猴王連敗巨靈神、哪咤二將。孫悟空又被請上天管理蟠桃園。他偷吃了蟠桃，攪鬧了王母娘娘的蟠桃宴、盜食了太上老君的金丹，逃離天宮。玉帝又派天兵捉拿。孫悟空與二郎神賭法斗戰，不分勝負。太上老君用暗器擊中孫悟空，猴王被擒。經刀砍斧剁，火燒雷擊，丹爐鍛煉，孫悟空毫發無傷。玉帝請來佛祖如來，才把孫悟空壓在五行山下。
如來派觀音菩薩去東土尋一取經人，來西天取經，勸化眾生。觀音點化陳玄奘去西天求取真經。唐太宗認玄奘做御弟，賜號三藏。唐三**行，在五行山，救出孫悟空。孫悟空被帶上觀世音的緊箍，唐僧一念緊箍咒，悟空就頭疼難忍。師徒二人西行，在鷹愁澗收伏白龍，白龍化作唐僧的坐騎。在高老莊，收伏豬悟能八戒，豬八戒做了唐僧的第二個徒弟；在流沙河，又收伏了沙悟凈，沙和尚成了唐僧的第三個徒弟。師徒四人跋山涉水，西去求經。
觀音菩薩欲試唐僧師徒道心，和黎山老母、普賢，文殊化成美女，招四人為婿，唐僧等三人不為所動，只有八戒迷戀女色，被菩薩吊在樹上。在萬壽山五莊觀，孫悟空等偷吃人參果，推倒仙樹。為了賠償，孫悟空請來觀音，用甘露救活了仙樹。白骨精三次變化，欲取唐僧，都被悟空識破。唐僧不辨真偽，又聽信八戒讒言，逐走悟空，自己卻被黃袍怪拿住。八戒、沙僧斗不過黃袍怪，沙僧被擒，唐僧被變成老虎。八戒在白龍馬的苦勸下，到花果山請轉孫悟空，降伏妖魔，師徒四人繼續西行。烏雞國國王被獅精推人井內淹死，獅精變作國王。國王鬼魂求告唐僧搭救，八戒從井中背出尸身，悟空又從太上老君處要來金丹，救活國王。牛魔王的兒子紅孩兒據守火云洞，欲食唐僧肉。悟空抵不住紅孩兒的三昧真火，請來菩薩降妖。菩薩降伏紅孩兒，讓他做了善財童子。西梁女國國王欲招唐僧做夫婿，悟空等智賺關文，堅意西行，唐僧卻被毒敵山琵琶洞蝎子精攝去。悟空請來昴日星官，(m.taiks.com)昴日星官化作雙冠子大公雞，才使妖怪現了原形。不久，唐僧因悟空又打死攔路強盜，再次把他攆走。六耳獼猴精趁機變作悟空模樣，搶走行李關文，又把小妖變作唐僧、八戒、沙僧模樣，欲上西天騙取真經。真假二悟空從天上殺到地下，菩薩、玉帝、地藏王等均不能辨認真假，直到雷音寺如來佛處，才被佛祖說出本相，獼猴精被悟空打死。
師徒四人和好如初，同心協力，趕奔西天。在火焰山欲求鐵扇公主芭蕉扇扇滅火焰。鐵扇公主惱恨悟空把她的孩子紅孩兒送往洛伽山做童子，不肯借。悟空與鐵扇公主、牛魔王幾次斗智斗法，借天兵神力，降伏三怪，撲滅了大火。比丘國王受白鹿變化的國丈迷惑，欲用一千一百一十一個小兒的心肝做藥引，悟空解救了嬰兒，打退妖邪。壽星趕來把白鹿收回。滅法國王發愿殺一萬僧人，孫悟空施法術，把國王后妃及文武大臣頭發盡行剃去，使國王回心向善，改滅法國為欽法國。在天竺本國，唐僧被月宮五兔變化的假公主拋彩球打中，欲招為駙馬，悟空識破真相，會合太陰星君擒伏了玉兔，救回流落城外弧布寺的真公主。
師徒四人歷盡千辛萬苦終于來到靈山圣地，拜見佛祖，卻因不曾送人事給阿儺、伽葉二尊者，只取得無字經。唐僧師徒又返回雷音寺，奉送唐王所贈紫金缽做人事，才求得真經，返回本土。不想九九八十一難還缺一難未滿，在通天河又被老黿把四人翻落河中，濕了經卷，至今《佛本行經》不全。
唐三藏等把佛經送還大唐首都長安，真身又返回靈山。三藏被封為旃檀功德佛，悟空被封為斗戰勝佛，八戒受封凈壇使者，沙僧受封金身羅漢，白龍馬加升為八部天龍，各歸本位，共享極樂。
