故事发生在唐朝高宗皇帝时期。一位来自湘乡的书生柳毅,赴京城长安参加科举考试落榜。返乡时,他取道泾阳想与在那里的朋友话别。
途中他经过一处荒凉无人的郊外,遇见一位姑娘正在孤零零地放羊。这位姑娘容貌非常美丽,但衣装粗简,满脸憔悴,神情格外凄苦。柳想觉得好生蹊跷,经过询问,原来这位姑娘是他的乡亲,是洞庭湖龙王的爱女。她遵从父母的安排,远嫁到这里,做了泾河龙王的儿媳。然而,丈夫终日寻欢作乐,对妻子薄情寡义。龙女无法忍受这般虐待,不断诉求抗争。但公公婆婆袒护儿子,非但对龙女不理不睬,反而百般刁难并役使她在荒郊放牧。面对洞庭万里迢迢,长天茫茫,龙女欲诉无门,欲哭无泪。她请求柳毅帮她送书信到洞庭家中。柳毅非常同情龙女的不幸遭遇,慨然允诺前往洞庭龙宫。
柳毅怀揣书馆兼程赶路,来到洞庭湖畔。他按照龙女的指点,找到一棵大桔树并叩树三下,果然从碧波间冒出虾兵蟹将。经他们揭水引路,柳毅进人龙宫,将龙女托书亲手转交给了洞庭龙王,并述说了龙女的悲惨境况。
龙王得知女儿受难,非常伤痛。龙王的弟弟钱塘君,是个性情开朗、刚直勇猛、疾恶如仇的人。他一听说侄女在夫家遭受欺辱,顿时大怒,立刻凌空而去,诛杀了泾河逆龙,救出了龙女,使骨肉重新团聚。
龙女深深地爱上了见义勇为的柳毅,钱塘君也希望玉成美事。但柳毅是个正直的书生,他当初送信救龙女完全是激于义愤;来到龙宫,面对数不尽的奇珍异宝也不为所动,没有任何贪财恋色的个人企图。所以当钱塘君在酒宴后逼婚时,他虽也有爱慕龙女之心,但克制了私情,晓以人间正义,毅然拒绝。柳毅告别龙宫后,性情温顺善良的龙女面对他的拒绝没有气馁。她饱尝过包办婚姻带来的痛苦和折磨,所以不再依从父母又一次为她安排的婚配,依然执着坚定地追求自己的幸福。在柳毅的妻子亡故后,龙女化做民妇来到鳏居孤独的柳毅身边,与他结为夫妇,直至他们的孩子出世才道出真情。柳毅被龙女的一片深情所感动,从此而心相印,过着恩爱美满的生活。