古时候，陕西延安府尚义村，有个名叫花木兰的姑娘，从小跟父亲花弧学得一身武艺。花弧常常称赞木兰很有男子气概。
一天，木兰正在机房织布，忽然地保匆匆赶来，交给木兰一件文书。木兰揭开一看，是紧急军帖。原来是突厥兵马入侵，边关吃紧，朝廷命令花弧入伍抗敌。木兰回到机房，想起父亲年老，弟弟年幼不能代征，自己又是个女子，心里十分愁闷。这时一个想法浮上心头：古代有许多女子上阵杀敌，我为什么不能！
木兰的姐姐木蕙见妹妹满脸忧愁，连声叹气，心里很是奇怪，忙进来探问情况。木兰把征兵的事告诉了她，木蕙也怔住了。姐妹商量了一会，还是没有主意，便来见父母。不料花弧一见军帖，认为保家卫国，义不容辞，打算马上出发。
花母觉得老伴身体衰老，不能远征；木蕙和木棣也争着上前劝阻。可是花弧情绪激昂，不顾年老力衰，定要为国效力。木兰想了好一会，忽然向父亲建议说： “爹爹年老，兄弟幼小愿意女扮男装，顶替木棣的名字，代父从军……”
一家人听了木兰的话都笑了起来。花弧和花母认为木兰的雄孝心是好的，只是女子怎能从军，又怎能上战场冲锋陷阵？这时候，地保又来催促。花弧见军情如此紧急，答应马上准备行装启程。木兰把地保送走，提出要跟父亲比武，若胜过她，就让老父出征；如果她胜，得让她代父从军。花弧向来不服老，被女儿一激就答应比武。
父女俩来到院中比剑，花弧剑法纯熟，木兰身手矫健，一来一往，真是难分高低。但是几个回合之后，花弧渐渐招架不住，木兰却越斗越勇。最后，花弧终于支持不住，撇下宝剑，躬着腰在那里直喘气。木兰见父亲这般衰弱，主意更加坚定。她一面搀扶着父亲，一面嚷道： “我胜了，爹爹不会再有什么话说了吧！”
花母左右为难，舍不得老伴去，也舍不得女儿去。木兰忙回过头来劝母亲说：“娘，你舍不得年轻力壮的孩儿，难道就舍得衰老的爹爹么？”花弧这时挺起腰来，抢着说： “孩儿！不用争了，还是让我整顿行装，为国效力去吧！”
木兰见爹娘都不依她，心里一急，举起宝剑来，竟要自刎。花弧急忙把宝剑夺下，答应了木兰。花母还有些迟疑不决，花弧却说： “她要女扮男装，就让她打扮一下再看吧。”木兰巴不得如此，急急回房收拾去了。木兰洗去脂粉，脱了罗裙，换上战袍，对着镜子照了又照，自己也不禁哑然失笑。
一家人都在堂前等木兰。一眨眼，只见一位少年武将，站在面前，气宇轩昂，是不是木兰改扮的，连爹娘都辨不出来了。木兰大步上前拜见双亲，这可露出了破绽。因为她的举止和步伐依旧不脱女子的姿态。花弧心想，这如何使得，在军队里不消多时，便会被入察觉的。花弧便教导木兰怎样行礼，以及军中的许多规矩。木兰一边学，一边牢牢记在心里。
花弧还不放心，叫木兰逐一演习了之后，这才哈哈大笑说：“儿啊，可以去了。”花母、木蕙、木棣听了都很高兴，忘却了刚才的忧闷。花弧亲自到街上给木兰置补了弓箭、马鞍。木兰拜别了父母姐弟，一家人簇拥着她，一直到村口。
双亲叮嘱木兰奋勇杀敌，早日还乡。木兰要父母保重身体，嘱咐姐姐弟弟好好侍奉爹娘。说着，她跨上马鞍，登程去了。木兰披星戴月、顶风冒雪，奔赴前线。想到自己远离家门，再也听不到爹娘的呼唤，她心里有些伤悲；但想到能为国效力，又很高兴。
她渡过了黄河。这天，走到一棵大树下，正想下马休息，见有四位壮士。互通姓名，知道他们名叫刘忠、周明、孙建安、王福，也是应征的。四位壮士邀木兰结伴同行，木兰犹豫了一下，觉得拒绝反而不好，便答应了。路上，刘忠见路旁有个女子在地里剜莱，嘴里还唱着歌。他不由嘀咕说： “我们男子汉离别家乡，上战场拼命；妇女却躲在家园逍遥自在。”
木兰听了，微微一笑，说： “女子种地纺纱，同样辛苦。男子保家卫国，出征边关。而且自古以来，也有不少女英雄为国效力、上阵杀敌呢。”他们一路晓行夜宿，这天赶到了边关。驻扎在这里抵抗突厥入侵的是贺廷玉元帅。木兰等人报到后，一同进帐参见。贺元帅见木兰气宇轩昂，交谈中，觉得她对兵法也很精熟，于是命一部分新征的战士，归她率领。叫她加紧操练，然后配合各部，一举击退强敌。
每天操练，木兰和战士们同甘共苦，还经常把爱国的道理讲给他们听。没有多久，这支新军就成了边境上的劲旅。这天，贺元帅正在帐中研究敌情，忽报突厥王突利子前来挑战。贺元帅大怒，立刻上马，亲自出阵迎战。贺廷玉和突利子交锋起来，两人武艺相当，战了几十个回合，不分胜负。
突利子且战且退，渐渐把贺廷玉诱到山谷里。贺廷玉追进深谷，不禁起了疑心，正要下令收兵，突然一声梆子响，四下埋伏的敌兵，像潮水般冲杀出来。贺廷玉知道中计，赶忙传令退兵，但是已经慢了一步，被敌兵重重包围住了。
正在万分危急的时候，只见山坳里旌旗飞扬，隐隐约约看到旗上的“花”字。贺廷玉知道援军赶到，勇气大增，左冲右突，不让突厥兵逼近。木兰一马当先，杀进重围。突利子撇下贺廷玉，迎住木兰，没有几个回合，突利子就招架不住，撤围退却。
贺元帅忙传令收兵。木兰诧异地问道： “正好乘胜追杀，为何收兵？”贺元帅答道： “突利子善用兵，虽然败退，阵脚丝毫不乱，须防诡计。”正说着，前哨来报，说突利子忽然整顿队伍，像是要来回袭。贺元帅立刻下令，分兵埋伏在两边，又命木兰、刘忠等率部绕到敌后，来个首尾夹击。
突利子本想杀个回马枪，使贺廷玉措手不及。木料赶到这里，前后左右杀声震天动地，反而折了无数兵将，自己也险些被木兰擒住。贺元帅大获全胜，论功行赏，花木兰的功劳最大。从此贺元帅更器重木兰，凡事总要和她商量。
一天夜里，木兰带了刘忠、周明等将巡营。当时大雪初晴，严寒彻骨。木兰见山上守兵在那里值夜，便过去慰问。木兰等人走到一处险要地方，见四下没有守兵，不再看时，却见那守兵躲在一个山洞里烤火取暖。那守兵一见花将军，忙不迭地请罪求饶。木兰声色俱厉，斥责他擅离职守，吩咐中军将他押回大营，听候发落。
木兰率众再向前巡行，忽见月光之下，一群群宿鸟，向南叫噪惊飞。她好奇地看了一会，忽然想到，宿乌惊飞，一定是敌人在调动兵马的缘故，便急忙回营，下令兵将披甲备马，听候号令。木兰来见贺廷玉，作了禀报，并且要元帅早做准备。贺廷玉连连夸赞木兰，说她不但勇敢，而且十分机警。
木兰献计说： “突利子前来劫营，敌营定然空虚。请元帅准许末将带领一支人马夺取敌营，截断敌人的归路，大破敌兵。”贺元帅欣然听从，布置起来。半夜，突利子趁着月色，带了大队人马，悄悄地逼近了元帅的军营。
突利子正要指挥兵士冲杀，突然发现营帐中空荡荡的，并无一人一马。他情知上当，慌忙勒转马头，急急传令退兵。敌兵刚转过山顶，前面火光照耀，一彪军马拦住去路，贺元帅在马上大声喊道： “突利子，还不下马受死！”突利子气得浑身发抖，挺枪直取贺廷玉，两下战了三四十回合，贺廷玉故意让开一条路，让突利子冲了过去。突利子好不容易杀出重围，走到半路，方知大营早被花木兰袭占了。木兰正分兵截杀，打算一举歼灭敌人。
敌将进退无路，眼看木兰率众左砍右杀，忙弯弓搭箭，向她射去。木兰猛听一声弓弦响，知道敌人在放冷箭，连忙闪避，不料这支箭射中了她的左臂。木兰疼痛难忍，差点儿摔下马来。众将赶忙将她扶住，拔出箭头。
众将要护送木兰回营。木兰奋然说： “小小箭伤，算得什么！破敌立功，正在此时！”说着，抡枪直奔敌阵，继续追击。 突利子左冲右突，正好撞着木兰，他知道木兰的厉害，急忙拍马向前，挺枪就刺。木兰眼快，让过枪头，顺势捏住突利子的枪杆，使劲一拉，突利子被扯下马来。 ，
众兵将一拥上前，活擒了突利子。突厥兵见统帅被捉，纷纷投降。突厥的侵犯持续了十二年，这次彻底失败了。边境的威胁已经解除，人人欢欣鼓舞，庆贺胜利。贺元帅亲来探问木兰的箭伤，并贺她擒住了突厥王，建立奇功。他准备奏明朝廷，为木兰请功加官晋爵。
贺廷玉又向木兰吐露了自己的心事。他笑着说： “十二年来，和花将军出生入死，老夫十分钦佩。本帅有一女儿，愿意许配给将军……”木兰万没想到贺元帅会提出婚姻的事来，一时竟不知如何回答才好，她假装箭伤疼痛，敷衍不谈。
最后，木兰有了主意，对贺廷玉说： “末将出征十二年，望元帅准假回乡，一来将亲事告禀双亲；二来可调养箭伤。”贺廷玉觉得有理，就准许了。贺元帅走后，木兰松了一口气。心中又喜又悲，喜的是即将回到离别多年的故乡，悲的是要和军士分开。但想到许婚的事，不禁归心似箭。
木兰准备好行装要启程了。这天，贺元帅、刘忠、周明、王福等前来送行，一再叮嘱她伤愈早日回营。一年过去了。贺元帅班师回朝，朝廷嘉奖有功将帅，封木兰为尚书郎，要她赴京供职。贺元帅奉旨前往木兰的故乡。他满怀喜悦地带了刘忠、王福，又备了不少礼物，到延安府尚义村来。
贺元帅向花弧说明了来意。花弧一怔，心想：改扮从军的事算是过去了，难道再要女儿改扮做官不成？他嘴上支吾着，一时没了主意。贺廷玉接着谈起定亲的事，这使花弧更窘。他听木兰谈起过，却想不到贺元帅赶来当面提亲。花弧没法，只得叫儿子花木棣出来拜见贺元帅。
贺廷玉见一个青年出来，先是一喜，可是上下一打量，连连说“不像啊！老英雄，本帅要见的是在沙场上杀敌立功的花将军啊。”贺元帅急着要见木兰，花弧再也无法推托，只得亲自去叫木兰出来。木兰来到厅上，贺廷玉一看同事十几年的花将军竟是女子打扮，顿时手足无措，弄得连自己也糊涂起来了。
贺元帅责怪花弧不该开他的玩笑。木兰这时上前，把自己女扮男装、顶用兄弟名字、代父从军的经过，详细地说了一遍。贺元帅惊奇之后恍然大悟；刘忠也万万想不到和自己朝夕相处的花将军是一个女子。贺元帅赞佩地说： “花将军真是一位巾帼英雄，令人钦敬！”
花弧领客人来到机房。贺元帅等看到木兰亲手织成的花布，更是赞不绝口。
贺廷玉回朝复命去了。从此，木兰留在家园，纺织种地、孝敬父母。木兰从军的故事，千百年来，一直在民间流传着。