一天，武松和两个都头在街上巡逻，忽听得有人在喊：“武都头，当了官了，就不来看我了？”武松回头一看，竟是自己日夜想念的亲哥哥武大郎。
武松看见哥哥，激动得倒头便拜。然后，他们来到了茶馆，各自叙述了自己的思念之情。武松又问：“哥哥怎么来到了阳谷县？”武大郎身材短小，相貌丑陋，曾在清河县卖烧饼，常受人欺负。又加上娶了年轻漂亮的潘金莲做妻子，常遭到一些泼皮无赖的骚扰，所以就搬到了阳谷县的柴石街，还是以卖烧饼为生。
武松今日见到哥哥，心情无比兴奋，便跟着哥哥来到家里。打开门，武松见一个年轻漂亮的女子拉开帘子迎了出来。武大郎说：“兄弟，快和你嫂嫂相见。”武松倒头便拜，潘金莲扶起他。武大郎对她说：“这就是我对你说的我的兄弟武二郎，就是景阳冈上打虎英雄、新上任的都头。”潘金莲说：“原来是叔叔，快请到楼上坐吧。”三人在楼上坐下，潘金莲见武松英俊潇洒，心里暗自高兴，忙去做了一桌好菜，三人都喝了不少的酒。
这潘金莲原是一个财主家的丫环，漂亮风流，财主想把她纳为自己的妾，潘金莲嫌财主又老又丑，不肯顺从，财主为了报复她，便把她嫁给了外号“三寸丁谷树皮”的武大郎。潘金莲哪看得起这武大郎，只是没办法罢了。
今见到高大魁梧的武松，不禁动了心。有一次趁武大郎不在，独自和武松喝酒勾引他，被武松严词拒绝了，并告诉她：“我武松是个堂堂正正的男子汉，不是猪狗，希望嫂嫂要自重，否则，我的拳头可不认人。”说完就走了，之后好长时间没有来。
不知不觉两个多月过去了。知县派他去一趟东京。武松收拾了一下东西，便来向兄嫂辞行，这之中，武松又暗示潘金莲要好好地对待哥哥，并嘱咐哥哥要晚出早归。
武松走后，潘金莲本性难改，她在邻居王婆的串通下，和当地的恶霸、一个花花公子西门庆勾搭成奸。恰好有一次，这事被一个卖梨的叫郓哥的小男孩撞见了，他就告诉了武大郎。武大郎一听气愤不已，急忙来到了王婆家。西门庆想逃但却被武大郎抓住，西门庆便飞起一脚，踢到了武大郎的心窝上，武大郎口吐鲜血顿时昏倒在地上，从此一直卧床不起，潘金莲也不管不问，天天在王婆家和西门庆相会。只有善良的郓哥照顾一下武大郎。
有一天，武大郎对潘金莲说：“贱人，你等着，我兄弟来了可饶不了你们。”潘金莲吓坏了，忙找西门庆、王婆商量对策。
王婆对他们两个说：“如果你们要想做长久的夫妻，我有一个妙计。”然后她就小声地告诉了他们，他们听后觉得是个好办法。
西门庆从家里拿了一包砒霜，给了潘金莲，让潘金莲混在了药里，给武大郎喝了，然后用被子把武大郎蒙上。武大郎就这样被这没有人性的贱东西给毒死了。潘金莲在王婆、西门庆的帮助下把武大郎的尸体火化了。管火化的何九叔佩服武松是个好汉，便在火化时，悄悄地藏了两块骨头。
不久，武松回来了。知县赏赐了他一大锭银子，武松便高高兴兴地往哥哥住处走去。因为心情高兴，也没在意邻居吃惊的眼神。当他来到住处，掀起帘子一眼看到灵位“亡夫武大郎之位”七个字时，他愣住了，忙叫了一声：“哥哥嫂嫂，我回来了。”潘金莲听见武松回来了，干嚎着走下楼来。
武松问潘金莲：“我哥哥是怎么死的？”潘金莲哭哭涕涕地说：“是害心疼病，吃药也不见效，没几天便死了。”然后又说是王婆帮她料理后事的，是何九叔验尸抬棺的。
武松听了没说话，换了素衣，系了麻绳，拿了一把刀子，在武大郎的灵前守了一天一夜。然后他来到了何九叔的家里，何九叔一听是武松，便把留的骨头给了武松，并告诉他武大郎是被别人毒死的。他又对武松说：“要知其他的事，就去找卖梨的郓哥。”他找到郓哥，郓哥便把武大郎捉奸，被西门庆踢伤的事告诉了他。
武松便领了他俩来到县衙告状，但知县早已被西门庆收买。他以证据不足为由不去审理。
武松见知县不捉拿凶手，气愤不已。这天，他带了三个差役，买了笔墨纸砚来到哥哥家。让潘金莲请了四坊街邻和王婆，说是表示谢意。人到齐后，武松让差役把前后门都锁上了。
喝了几杯酒，武松猛地拔出尖刀，插在桌上说：“冤有头，债有主，今日请各位没有别的意思，只想让大家做个见证。”说着，用左手一把抓住潘金莲，把她提了起来，然后狠狠地摔在灵桌前，用刀子贴在她的脸上，潘金莲吓得面如土色、口齿不清地说道：“叔叔，你饶了我吧，我实话对你说。”武松怒吼一声：“从实招来。”潘金莲全部招出，武松让一个会写字的邻居把全过程记了下来。
武松放开潘金莲，来到了王婆的面前，两只怒目瞪着她，咬牙切齿地说道：“你这个狠毒的老东西，我哥哥与你无冤无仇，你竟这样猪狗不如，出谋划策害了他，今天，我先留着你的这条狗命。”说着狠狠地踢了她一脚。王婆趴在地上筛糠似的浑身哆嗦着。
武松命人把王婆绑了，又端了一碗酒洒在哥哥的灵前，说道：“哥哥，你放心地走吧，今日我要为你报仇。”说完，他来到了潘金莲的面前，用刀子取出了她的肝脏，供在了灵前，然后割下她的头，用床单包上。对众邻说：“今日有劳大家，请各位休息去吧。”
武松提着潘金莲的头，找西门庆去了，终于在狮子桥下酒楼上，武松找到了正在喝酒的西门庆。武松把包裹往地上一摔，潘金莲的头顿时滚了出来。西门庆一看是武松，大叫一声跳上窗户，想从窗户上逃走，但一看下面是大街又害怕了，说时迟，那时快，武松跳上桌子，一把抓住了西门庆的左脚，猛地一拉，西门庆头朝下，脚朝上掉在街上。武松提了潘金莲的头也跳了下去，只一刀，就割下了西门庆的头。
武松提着两颗人头，押着王婆来到了官府自首。知县见武松是个敢作敢当的勇夫，西门庆又已经死了，便对他从轻判罪，发配到孟州牢城。判了王婆死罪。
