在山清水秀的漓江上，老渔夫李老汉和儿子阿牛正在打鱼，忽听远处传来一个女生的动听山歌。歌声越来越近，一个姑娘摆渡着一棵树头顺流而来。姑娘不但歌声悦耳动听，而且浸透着浓浓的骨气和对财主世道的愤懑。姑娘因为唱反抗财主的山歌，在她上山砍柴时，财主派人砍断山藤，她不幸坠落江中。幸好抓住一棵漂浮的树头，才幸免于难。李老汉听了她的经历，刚才又听到她唱的山歌，顿时恍然大悟：她就是著名的歌仙刘三姐。李老汉毅然收留了刘三姐。儿子阿牛见到刘三姐，激动万分手足无措，猛然跳下水去抓鱼招待客人。刘三姐见闷声不响的阿牛下水后却如一条蛟龙，顿生好感...
刘三姐的到来受到穷人百姓的热烈欢迎，却令当地的大财主莫怀仁如鲠在喉。莫怀仁曾听说刘三姐已被宜山的牛员外害死，却不料刘三姐非但大难不死，还被带头抗租的李老头收留住在他的眼皮底下。管家莫进财威逼利诱李老汉就范未果，又想赶走刘三姐，却碰了一鼻子灰，只好悻悻而去。采茶季节到了，姑娘们聚集在茶山，边唱歌边采茶，欢快、优美的山歌响彻山野茶林。青年们对歌正对得兴致勃勃，莫怀仁带着管家、陶秀才和几个家丁来到茶山。他见到刘三姐，立刻满脸堆笑，要刘三姐到他家住，免得再遭颠簸流离之苦。刘三姐知道莫怀仁不怀好意,便用对歌的方式把莫怀仁赶走了。
第二天夜里，莫怀仁让管家马上杀死刘三姐。就在莫进财手持利刃前去行刺时，李老汉带领乡亲们高举火把，手持棍棒冲到莫家大门前，要莫怀仁交出刘三姐。莫怀仁吓得惊慌失措，即令家丁死守大门。乡亲们在大门闹得惊天动地时，阿牛在刘二的配合下，爬上八角楼，救出了刘三姐。莫怀仁亲自带领家丁乘船追捕刘三姐。乡亲们分成几拨唱着山歌引诱莫怀仁，莫怀仁一伙循着歌声追赶一夜，累得精疲力竭，却屡屡扑空，连刘三姐的影子夜未见到。天亮了。刘三姐和阿牛终于甩掉了莫怀仁。在风景如画的漓江上，阿牛把自己拣到的绣球还给了刘三姐。刘三姐接过绣球，心中更加喜爱阿牛这个老实忠厚的小伙子。在千年大榕树下，刘三姐向阿牛表露了自己的心意。刘三姐说完，毅然把自己的绣球抛给了阿牛哥。阿牛接住绣球，乐得合不上嘴。他快步走到刘三姐前，与刘三姐共同表达了爱的誓言。