唐僧师徒四人在往西天的路上感受到周围强烈的热浪。打听地方居民才知此地叫作火焰山，终年酷热无比，无春亦无秋，周边千余里内皆是烈火焚烧。因遇此障碍不能前行，在翠屏山顶上，悟空与悟能前往芭蕉洞请求铁扇公主借出能灭火的芭蕉扇。然而她并未答应。于是悟空化身为细微生命体进入其身体制造混乱，获得了假扇；而后悟能变作牛魔王模样从小说中的对手处换取到真的扇子。这时牛魔王正在和其他妖怪欢庆，当听到扇子失窃便急忙回家，并且又变成悟空样子试图抢回扇子。影片最后展现了悟空、悟能联手村民们打败牛魔王的情景，终于拿到了真正可以息火的大扇子并将火焰山的烈焰扑灭，使得他们得以继续他们的取经旅程。这个故事中的牛魔王代表的是“侵华日军”。正值抗日战争期间，万氏兄弟通过这部作品鼓舞全国人民抵抗日本侵略者的决心与勇气。