從前，浙江上虞女子祝英臺女扮男裝去杭州求學，途中，她遇到了志同道合的梁山伯，兩人結拜為兄弟。
在萬鬆書院裡，他們同學同吃同行同寢。祝英臺想方設法隱藏女兒之身，而粗心的梁山伯也一直沒有發現，三年過去了，祝英臺逐漸地愛上了梁山伯。
祝英臺收到了父親生病的家信。歸途中，梁山伯悶著頭送了她一程又一程。祝英臺好幾次隱晦地表達了自己的心意，但梁山伯一直轉不過彎來，她便謊稱自己有個小九妹，長相、人品、學問與她不相上下，叫梁山伯速去她家提親，兩人依依惜別。
祝英臺到家後，父親的病早就好了，並將她許配給當地姓馬的財主之子馬文才，祝英臺堅決反對。
梁山伯趕到祝家後，嫌貧愛富的祝父將他拒之門外。回到家裡，他便一病不起，臨終前，他讓家人把他的遺體埋在從祝家通往馬家的南山腳下。
悲痛欲絕的祝英臺提出要求，在迎親的路上要為梁山伯祭奠，否則寧死不從。
當迎親隊伍經過樑山伯的墳前時，天空突然飛沙走石，花轎停了下來，祝英臺不顧別人的阻攔，出轎跪在墳前放聲大哭。電閃雷鳴、風雨大作，“轟隆”一聲，墳墓裂開一條大縫，祝英臺呼喊著梁山伯的名字，縱身一躍跳進墳裡，眾人被嚇呆了。
一會兒，雨停雲開、彩虹掛天，一對美麗的蝴蝶從墳裡飛出來，在陽光下翩翩起舞。人們都說，這是梁山伯與祝英臺變的，他們的魂魄化作了一對永不分離的彩蝶。