(《龙珠超》的剧情前接布欧篇,后接Z的结局;《龙珠GT》的剧情前接Z的结局。两部的剧情并不相接。) 孙悟空是出生在贝吉塔行星的赛亚人,名叫卡卡罗特。赛亚民族是一个冷血的战斗民族。他们长着尾巴,月圆时注视着月亮便可以变成巨猿。做着侵占星球,再高价卖出的恶事。他们臣服于弗利萨,但是关于超级赛亚人的传说使弗利萨产生了危机感。因巴达克预感到弗利萨要对赛亚人动手,和妻子姬内一起将刚三岁的儿子卡卡罗特送完地球。(剧场版及OVA版剧情则是:卡卡罗特出生不久后被送往地球,任务是占领地球。在卡卡罗特前往地球的途中,弗利萨摧毁了贝吉塔行星,卡卡罗特的父亲巴达克战死。)
搭载卡卡罗特的宇宙船降落到了包子山,被武道家孙悟饭发现。孙悟饭收养了卡卡罗特,并给他取名为悟空。悟空的性格十分暴躁,在一次意外摔落山崖,头部遭受重创后,变成了一个天真无邪的孩子。后来,悟空变成的巨猿在失去理智的情况下踩死了孙悟饭(年幼的他一直不知道是自己所为,布玛等人知道真正情况后也没有告诉他,直到后来自己对抗贝吉塔才真正明白真相)。于是悟空便独居在山中,守护着孙悟饭的遗物四星龙珠,每天勤于练武。 悟空12岁时遇见了外出搜集龙珠的女孩布玛,知道了集齐七颗龙珠就能向神龙许愿的秘密,随布玛离开深山去闯荡外面的世界。
在不可思议的冒险旅途中,悟空认识了会变化的乌龙和强盗乐平,以及“武天老师”龟仙人,因为救助海龟而得到了龟仙人的筋斗云,学会了龟派气功波,并莫名其妙地与牛魔王之女琪琪有了婚约。在一番辛苦找寻后终于集齐了龙珠,却被皮拉夫一伙夺走,幸亏悟空看到满月变成了巨猿,戏剧性地挫败了对方的阴谋。
后来悟空和小林投入龟仙人门下修行。在第21届天下第一武道会中,悟空击败了怪兽基朗和南无,总决赛与成龙(龟仙人装扮)战斗而落败,获得了亚军。
武道会结束后,悟空再次出发寻找四星龙珠,途中惹上了想用龙珠征服世界的红锻带军。他爬上了玛斯鲁塔,击败了机器人中士、紫忍者、软体怪物,结识了人造人8号,救出了被囚禁的村长,又在沉没的海盗船中击败了蓝将军,在企鹅村遇到了机器娃娃阿拉蕾。在圣地加林,他结识了乌帕。后被世界第一杀手桃白白打败,便爬上了加林塔,获得了猫仙人的圣水,击败了桃白白,并将红锻带军总部一举消灭。 为了帮助乌帕的爸爸波拉复活,悟空来到了占卜婆婆处,通过与五位高手的战斗,再次集齐龙珠,召唤出神龙,复活了波拉。之后继续独自修炼。 在三年后的第22届天下第一武道会中,他击败了柴巴王、泡芙以及小林,跟天津饭争冠军时因为最后运气不佳而落败,再次获得亚军。之后他跟比克大魔王展开苦战,差点丧命。在弥次郎兵卫的帮助下,他再度爬上加林塔,喝下了超神水,在克服毒性后引出了体内的潜能,最终杀死大魔王,拯救了世界。
悟空为了三年后和大魔王之子的宿命对决而去往到神殿,跟随天神和波波修炼。在第23届天下第一武道会中,悟空击败了琪琪和天津饭,在总决赛中跟比克大魔王二世决战。一场惊天动地的比武后终于赢得冠军,并与琪琪结婚。
动画中后来为了熄灭煎锅山的大火,救出牛魔王,悟空和琪琪到世界各处冒险,最终帮助太上老君修好了八卦炉,阻止了火灾。 艾纪778年8月18日,苏醒后的第七宇宙破坏神比鲁斯,从侍从维斯口中听取了弗利萨破坏贝吉塔行星,以及被赛亚人孙悟空打败的消息。散发金气的超级赛亚人使比鲁斯回想起了什么。原来他做了一个预知梦,梦中他将与超级赛亚人之神展开史无前例的对抗。而命中率高达100%的预言鱼似乎也曾有过类似的预言。为了寻找超级赛亚人之神并和他战斗,在维斯的带领下,破坏神比鲁斯朝着悟空所在的界王星袭来。悟空完全不理会北界王的警告,变身为超级赛亚人3,结果以惨败收场。
为了寻找梦中的超级赛亚人之神,比鲁斯前往地球询问赛亚人王子贝吉塔。此时贝吉塔、孙悟饭、比克、克林等人正聚在西部城市为贝吉塔的妻子布尔玛庆祝生日。比鲁斯和维斯意外到场让贝吉塔大吃一惊。贝吉塔一直在努力阻止比鲁斯生气,可贪吃的比鲁斯却和布欧因为争夺布丁而动手,引发一场攸关地球命运的战斗。
在贝吉塔败北后,悟空及时回到地球,用龙珠呼唤出神龙,得知了成为超级赛亚人之神的方法,成功变身与比鲁斯展开激战,虽然未能获胜,但其精神与实力得到比鲁斯欣赏。比鲁斯放弃破坏地球,与维斯回到了自己的星球。 在与破坏神比鲁斯的战斗之后,地球再度迎来和平。悟空和贝吉塔为了变得更强,而被维斯带到比鲁斯的星球上,在维斯的指导下进行着更为艰苦的修炼。
艾纪779年,弗利萨复活,并修炼得新形态“黄金弗利萨”,来到地球展开对悟空及悟空朋友们的复仇。悟空用瞬移和贝吉塔及时回到地球与弗利萨展开决战,比鲁斯和维斯则在一旁一边吃着布尔玛给的草莓圣代一边观战。作为报答,比鲁斯和维斯答应在地球被毁时会保护布尔玛等人。
悟空使用了新习得的“超级赛亚人之神超级赛亚人(超级赛亚人蓝)”,虽不及黄金弗利萨,但弗利萨因急于复仇而并未完全适应这一状态,最终体力被迅速消耗,形势逆转,被悟空击败。正在此时,悟空却因大意被弗利萨军总参谋长索尔贝趁机使用戒指发出激光击穿心脏,濒死。贝吉塔救下悟空,杀掉索尔贝,并也使用“超级赛亚人蓝”打败了弗利萨。但弗利萨却狗急跳墙毁灭了地球。只有悟空、布尔玛等呆在比鲁斯、维斯身边的少数人在维斯的保护下安然无恙,而包括贝吉塔在内的地球上其余人全部死于爆星之中。正当众人绝望之时,维斯向众人说出了自己拥有倒流时间能力。悟空于是请求维斯将时间倒流回三分钟前。时间倒流之后,悟空趁弗利萨毁灭地球之前及时用龟派气功消灭了弗利萨。 悟空和贝吉塔回到比鲁斯的星球上继续修炼。艾纪779年的一日,第六宇宙的破坏神象帕及其女侍从芭朵斯出现在星球上。维斯向悟空二人说明情况,原来宇宙一***有十二个。数字加起来为13的宇宙,例如第六宇宙和众人所处的第七宇宙,各是一对对应的宇宙。两个宇宙的破坏神彼此之间就相当于是孪生兄弟,芭朵斯也相当于是维斯的姐姐。
象帕与比鲁斯每次相见之时,往往会举行一次独特的“比试”,比试的内容很简单,就是双方各自拿出各自宇宙的一款美食给对方吃,哪一方拥有更美味的食物,则胜出。这一次的比试中,比鲁斯依靠地球的一款泡面完胜。象帕得知地球盛产美食之后,急令芭朵斯寻找第六宇宙的地球,却发现第六宇宙的地球早已灭亡。为了拥有地球的美食,象帕提议与比鲁斯进行一场跨宇宙的比武大赛,双方各派出五个战士参战,采用擂台赛的形式,胜方可以拥有六颗超级龙珠和第七宇宙地球的所有权。在悟空二人的请求下,比鲁斯同意了展开宇宙武道会。悟空二人之后到精神时间屋中又修炼了三年(对应屋外的三天)。
宇宙武道会在第七宇宙与第六宇宙之间的无名之星上正式展开。第七宇宙派出莫纳卡、孙悟空、贝吉塔、比克、布欧参战;第六宇宙派出希特、加贝、沃太·马盖塔、弗罗斯特、伯达摩参战。悟空在第一场中击败了伯达摩,但却在第二场中被弗罗斯特用毒针暗算而落败。后加克揭穿了弗罗斯特的作弊,使得悟空重获上场的资格。
悟空在贝吉塔被第六宇宙最强选手希特击败后重新上场。悟空在上场前从银河王和加克口中得知,希特使用的很可能是传说中能冻结时间零点几秒的“闪时”能力。孙悟空于是通过观察、分析希特的习惯动作来预判希特的行动,成功防住了希特的攻击,并逐渐开始反击。但希特的实力仍不容小觑,让悟空即使是变成了“超级赛亚人蓝”也非常吃力。希特通过模仿悟空,在战斗中不断成长变强,“闪时”能力的使用时间也逐渐变长。
悟空最后决定使用成功率极低且副作用极大的新招式——同时使用“超级赛亚人蓝”和十倍界王拳。 悟空和欧布一起修炼了五年。回家前,悟空被皮拉夫用黑星龙珠变成了小孩。悟空为了找到四散于宇宙的黑星龙珠,跟孙女小芳以及特兰克斯展开了一场宇宙冒险。悟空在依美加行星击败了雷基克,和比巴星的怪物姆玛大战了一场,在路德星球消灭了邪教的机器人路德。在M2星球被米加粒子炮部队捉住,后发挥出真正的战斗力消灭了对手。在跟最强突变体机器人利尔德将军的决战中打平,却因为分心被变成了金属板。被吉鲁放出后打倒了缪博士和贝比。
回地球后,悟空遭到被贝比附身的伙伴们的袭击,以惨败收场,幸好他在中了复仇死亡弹没有死,而是掉到了双六空间,又被杰比特神带到界王神界。与贝比再次战斗时,悟空在新生的兹夫尔星受到地球发出的布尔兹光变成巨大黄金猿猴,在小芳眼泪的感化下,猿猴状态的悟空变成了超级赛亚人4。有尾巴,黑头发,红色眼圈,浑身覆盖红色体毛,是最强超级赛亚人状态。成功把贝比从贝吉塔体内赶走并消灭。 悟空等人想用龙珠复活被超级17号杀死的克林,可是由于长期滥用龙珠,诞生了邪恶龙。悟空、小芳击败了六条邪恶龙。悟空被最强的一星龙击倒,在吸收伙伴的能量后打倒了一星龙。一星龙集合七龙之力,贝吉塔和悟空融合成悟吉塔,扭转了不利形势。两人分开后,悟空又与四星龙联手对付一星龙,后四星龙被一星龙附身并杀死,悟空也被打得性命危在旦夕。最后的危急时刻,悟空奇迹般从地层深处飞出,将集合全宇宙生命的元气弹抛出,一星龙终于被消灭。悟空在许下最后一个愿望后跟神龙离去,只留下一件破烂的战衣。
一百年后,小芳隐约看到悟空出现在天下第一武道会赛场,观看着自己后代与与贝吉塔后代之间的比赛。