魔界之王牛魔王（郭富城 饰）与玉帝（周润发 饰）为首的神界展开战斗，神界被毁，女娲（张梓琳 饰）化身晶石修补天庭，遗落下的一小颗晶石落到人间成了一只石猴，而牛魔王则战败被迫带着妻子铁扇公主（陈乔恩 饰）躲到了火焰山。若干年后石猴得到了菩提老祖（海一天 饰）的教导被赐名孙悟空（甄子丹 饰），孙悟空来到花果山自立为王，还抢走了东海龙王（刘桦 饰）的定海神针当武器。同时牛魔王立志东山再起，利用了孙悟空与青梅竹马的小狐狸精（夏梓桐 饰）的感情煽动孙悟空大闹天宫，又串通了二郎神（何润东 饰）一起破坏了南天门，孙悟空势在必得，天庭危在旦夕。

花果山上有一仙石，一天突然轰然迸裂，爆出一只灵猴。他拜师于菩提祖师，并被取名为孙悟空，悟空身手敏捷，在三星观成功练就了长生不老之术和七十二般变化，却因醉酒而闯下大祸，被压于五指山下。五百年后，悟空奉观音之命，随唐玄奘到西方取经，作其徒弟，修成正果，才得以赎罪。悟空遂随唐三藏上路，沿途困难重重，他与猪八戒及沙悟净合力降魔伏妖，展开了一段艰辛的取经旅程。