美国青年积逊（米高安格尼奥饰）是一位超级中国功夫迷，偶然之下，他于唐人街某当铺里，发现了神秘金箍棒，并带领他跨越时空，穿过「无门之门」来到古代中国！积逊获赠一大惊世预言，要他把这件武器交还予其主人，从而解救被困在石头中五百年的齐天大圣。
寻觅过程荆棘满途，积逊结识了一众来自武侠世界及古代传说中的人物──包括号称是「八仙」之一暨「醉拳大师」的吟游诗人卢炎（成龙饰）、神秘而寡言的默僧强人（李连杰饰）、报仇心切的侠女金燕子（刘亦菲饰）等。一行四人攀山涉水赶往五行山，发现「齐天大圣」竟被邪恶玉帝督军（邹兆龙饰）禁锢在那里。玉帝督军派出头号杀手──冷血白发魔女霓裳（李冰冰饰）率领逾万大军追杀四人。连场生死大战令积逊身历其境，最后他能否把金箍棒交抵主人手中？穿越时空又是怎么的一回事？冥冥中一切像有主宰……