唐僧师徒西天取经完毕，回到长安，唐太宗皇帝特设盛宴庆贺他们的功劳。 朝廷斩杀小白龙的姑丈——泾河龙王的龙泉宝剑突然失踪，唐皇口谕孙悟空查找，因事涉玉皇大帝，如来劝阻干预。

悟空义愤动武，棒打迦叶、阿难，被如来没收了金箍棒，但悟空执意追查到底。

武德星君之子仗势横行，遭到小白龙痛打，武德来到西海龙宫兴师问罪，小白龙之父西海龙王敖钦百股屈从，小白龙愤而投奔姑父泾河龙王。武德骗得玉皇大帝旨意，将泾河龙王问斩，其冤魂久久不散，悟空追至冥界，遭到阎罗秦广王的暗算。

悟空与前来营救的唐僧和八戒、小白龙直奔灵霄殿，当众揭穿诬陷泾河龙王的诡计，武德星君受到惩罚，泾河龙王沉冤得以昭雪。魔头无天现身，燃灯佛祖圆寂，一场空前的浩劫降临三界。

如来召集众佛，讲述无天的来历。原来当年唐僧师徒取经时，无天曾串通佛门败类，暗中夺取经书图谋不轨，因如来拦截未遂，从此结怨佛界，伺机而动，妄想取代如来，称霸三界，适逢古佛圆寂，群魔乱舞。

无天很快占据佛界圣地灵山，将众佛与天神统统打入冥界，自称佛祖，跟着将一个个妖怪克隆成观音、玉皇等、以假充真，分头进驻三界。假观音来到花果山传达假佛祖无天的旨意，引起悟空的怀疑。

佛祖的转世灵童乔灵儿已经投胎降落人间，成为无天的心腹大患，他紧锣密鼓布阵，千方百计诱骗悟空入套，为他寻找历代佛祖遗留的十七颗舍利子，追杀转世灵童，为自己永霸三界扫除障碍。

悟空和八戒被骗到灵山，幻化为佛祖的无天命他们去找转世灵童。被打入冥界的唐僧心急如焚，但因失去元神无法行动。转世灵童乔灵儿已经长成翩翩少年，庙会上遇见恶少调戏民女，挺身而出。

灵儿解救的女子原是凤头山寨大王白莲花。事后，莲花派人请灵儿赴约遭到拒绝，莲花恼羞成怒，将灵儿押上山寨，断水断食，逼他屈服。悟空下凡寻找灵儿，不料遇上流落荒野的阎罗秦广王。

落难的秦广王向悟空诉说了三界的巨变，悟空将信将疑。灵儿在凤头山寨宁死不屈，含笑死去，莲花异常悔恨，决心改恶从善，主动去县衙投案自首。悟空与八戒来到双塔寺前，只见满目疮痍，一派萧索。

悟空与八戒进入双塔寺，又见遍地死尸，惨不忍睹，原是妖怪曾来此寻找舍利子，为了灭口滥杀无辜，悟空不顾八戒阻拦，决心找到凶手算帐。天庭三太子哪吒逃出冥界，幸会佛祖大弟子阿依那伐。

哪吒逃离阿修罗界，阿依那伐被无天处死。悟空在双塔寺内找到一颗舍利子，不料被巨鹰叨走，二人紧追到凤头山顶，发现死而复活的灵儿。灵儿领悟空和八戒回到家，莲花却被推上断头台。

灵儿与众乡亲在杀场苦苦求情，终于感动神灵，迫使县衙赦免莲花，灵儿与莲花团聚，喜出望外。哪吒被假哪吒追到崖底，不期与古神共工相遇，得其指点帮助，哪吒很快恢复失落的元神。

悟空欲带灵儿去灵山，莲花坚决反对，八戒暗中刺杀莲花未遂，一阵风将灵儿卷走。羁身冥界的唐僧冲出轮回隧道，却遭无天堵截，唐僧的虔诚奉劝，激发无天的善念启动，讲出自己的奇特经历。

三万三千年前，无天身为佛门弟子，奉命赴西牛贺洲传教，当地婆罗门大祭司要将他处死，妓女阿羞忍辱救下无天自杀身亡，无天愤而离经叛道。悟空和八戒带着灵儿来到灵山，“佛祖”无天露出真相，不料灵儿也是假的。无天故意放走悟空和八戒，派人暗中紧紧跟踪。

无天派人杀死灵儿父老，抓走莲花，巨蝎伪装成道姑，诬称悟空杀人，莲花信以为真，拜其为师。悟空谎称负伤，带八戒回到花果山，黑袍带人跟踵而至，立逼交出灵儿，八戒再三怂恿悟空照办，露出黑莲圣使的凶相。

唐僧与哪吒来到花果山，向悟空揭露了无天的野心和阴谋，将灵儿护送到东华山，女弟子碧游与灵儿一见钟情。无天派九头虫攻打西海龙宫，龙王敖钦向儿子求救，小白龙对五百年前的往事耿耿于怀，拒不出兵。

碧游对灵儿一往情深，灵儿却对莲花念念不忘，二人苦苦相恋不能自拔。八戒和沙僧被九头虫关在黑房难以脱身，前来营救他们的唐僧、悟空和哪吒怎么也找不到。

悟空来到西海龙宫，敖钦正遭围困，悟空说服小白龙捐弃前嫌，共同对敌。小白龙欣然答应，并和悟空伪装打入九头虫兵营，以高超的武艺和一番高谈阔论令九头虫折服，将水兵交由他俩训练。

悟空设计救出被关押的八戒和沙僧，并合谋取得九头虫的信任，乘机将其打死。除掉水妖，海域平定，小白龙与父亲重归于好。灵儿辞别碧游流落人间，悟空与八戒四处寻找。

灵儿在陈家庄遇到魔女五真，被她带回强行求欢，灵儿拒不答应被打入牛棚。悟空与八戒在路边偶然发现一个洞穴，冒险深入到底，竟意外地找到一颗舍利子。

魔女五真死死缠住灵儿不放，其父也是地狱恶鬼，昼伏夜出，专事残害年轻女子。莲花与碧游在寻找灵儿的途中相遇，二人商定分头捉鬼，不料碧游被伪装成少年的恶鬼骗走。

五真胁迫灵儿成婚，莲花与碧游闯入洞房，与灵儿重逢。碧游主张灵儿返回东华山，莲花制止无效，即向师父报信求援。巨蝎率众妖将灵儿劫往灵山，莲花恍然大悟，与悟空等一行同往东华山。

唐僧师徒在东华山决定分头行动，悟空等来到五庄观，拜访舍利子的知情人镇元大仙。不料镇元子却被如来提前请去南海议事，悟空预感大事不妙，与八戒、哪吒一道直奔南海。

如来追问舍利子下落，镇元子婉言拒答，如来现出原形，乃无天弟子白象大王。白象旋又变做悟空，终获十六颗舍利子下落。黑袍与白象在蒙界果然找到三颗舍利子，不料白象却是悟空所变。唐僧率众通过轮回隧道时，碧游不幸殒命。

唐僧与沙僧、莲花等进入冥界，救出佛界众圣。碧游的魂魄飘荡到不周山，共工为她恢复了元神，让她身形重现。悟空与八戒、哪吒等将十六颗舍利子找齐，无天调兵遣将，意在必得。

无天包围东华山，到处搜寻舍利子，镇元大仙将十六颗舍利子交悟空一口吞下。为了保障东华山人神平安无事，悟空只身随众妖而去，唐僧、八戒等忧心忡忡。

悟空被无天置入沸鼎，以黑莲圣火锻炼，意欲炼出舍利子，唐僧师徒异常焦急，派出能抵御弱水剧毒的八戒前去营救。悟空在烈火中久经炙烤，开始化出舍利子。

八戒冒死趟过弱水，潜入无天驻地，乘其不备，掀开沸鼎，救出悟空。唐僧与镇元子、哪吒一道，艰难地踏上迷幻险恶的“七伤路”，直奔阿修罗界，解救关押在那里的天庭诸神。

悟空、唐僧、沙僧、小白龙、哪吒、镇元子与莲花、碧游一齐出动，与天帝无天的兵将展开激战，久久难决胜负。 最后关头，悟空毅然化作一颗巨大的无骨舍利子向魔头击去，无天终于消亡，三界归于平静，如来重归佛界， 后来，悟空复活了，打坐莲台，安祥如仪。 佛祖封唐僧为无量功德佛，八戒为木母金莲佛，沙僧为金身光王佛，敖烈（小白龙）为金身广力龙祖佛，白莲花为白莲圣母菩萨，碧游为护法禅菩萨。 孙悟空为继燃灯古佛的新任万佛之祖：南无大圣舍利尊王佛。