一日，武松走出县衙，在街上闲逛。忽听身后有人叫道：“武都头今日发迹了，为什么不来看看我？”武松回过头，一见那人就拜。原来，那人是武松的亲哥哥武大郎。
武大与武松本是同胞兄弟。武松身长八尺，一表人才。而武大郎身长不到五尺，却娶了清河县一户人家的使女做老婆，名叫潘金莲，年轻貌美。自武大娶了那妇人，有几个浮浪子弟常来他家捣乱。因此，武大搬到这阳谷县来，在紫石街住下了，每日挑着担子卖炊饼。
当下，武松替哥哥挑了担子，往紫石街而来。进门后，武大对潘金莲道：“媳妇，原来，那在景阳冈上打死大虫、刚做都头的，正是我兄弟二郎。”那妇人与武松行了礼。武大安排酒菜，与兄弟对饮，互道别后情形。
自此，武松常来紫石街与哥嫂相叙。
一日，知县派武松前往东京办事。武松来到武大家，与哥嫂告别。次日一早，武松带上四个随从离开了阳谷县，往东京去了。
这阳谷县中，有个财主，复姓西门，单名一个庆字，人称他为西门大官人。一日，西门庆经过武大郎家，见潘金莲生得美貌，便要武大郎家隔壁的王婆从中撮合，勾搭上了潘金莲。
不到半月，街坊邻里都传开了，唯独武大郎不知。
一日，西门庆和潘金莲在王婆家幽会，被卖梨的郓哥撞见了。郓哥告诉了武大，武大气愤不已，要郓哥与他同去，看个究竟。
争执中，西门庆踢伤了武大，担心武松知道了不肯善罢甘休，决定一不做，二不休，杀人灭口。他与王婆商议，把毒药倒在药里，让潘金莲毒死了武大，和棺材一起火化了，只在家中设了个灵牌。
四十多日后，武松从东京回来了。一进哥哥家里，便看到灵牌，上面写着“亡夫武大郎之位”，随即呆住了，忙叫道院“嫂嫂，武二回来了！”
此时，西门庆正在楼上与潘金莲幽会，听到武松的叫喊，吓得直奔后门，从王婆家跑了。那妇人连忙换上孝衣，哭哭啼啼地从楼上走下来。
武松道院“嫂嫂莫哭，我哥几时死的？得了什么病？吃了谁的药？”那妇人边哭边道：“自你出门一二十天，你哥哥突然害起了心疼病，病了七八天，什么药都吃了，也不见好。他这一走，撇下我独自一人，我的命好苦！”隔壁王婆听见，怕她说漏了嘴，便过来帮腔。
武松问了几句，却问不出什么结果，便离开了。晚上，再次来到哥哥家，在灵牌前点了灯烛，烧些纸钱，奠祭武大。直至三更后，才在灵牌前铺了张席子，睡下了。
当夜，武松思前想后，觉得哥哥死得不明不白。次日一早，武松问道：“嫂嫂，我哥哥吃的药在哪里抓的？”那妇人道：“现有药方在此。”武松道院“谁买的棺材？”妇人道院“隔壁王干娘买的。”武松道院“谁抬着棺材出去的？”妇人道院“是何九叔，这些都是他安排打点的。”武松道：“原来如此。我先去县衙一趟，去去就回。”却径直来到何九叔家。
何九叔听见武松来了，忙取了个袋子藏在身上，出门迎接道：“都头何时回来的？”武松道院“昨日才回。有话要跟九叔说，请随我来。”
两人来到一家酒店坐下，叫酒保上酒。武松只顾喝酒，一言不发。酒过数杯，却听嗖的一声，只见武松从腰间拔出一把刀来，指着何九叔道院“你别怕，只要将我哥哥的死因从实招来，我便饶了你。若有半句假话，我这口刀可是不长眼的！先说说我哥哥的尸首，是何模样？”
何九叔拿出那个袋子，放在桌上，道：“都头息怒，这个袋子就是见证。”武松打开一看，里面有两根发黑的骨头，一锭十两银子，问道：“何以这是见证？”何九叔便将经过一五一十说了。
原来，那王婆让他验尸，西门庆塞给他十两银子，吩咐他不得泄露半句。当时，何九叔见武大尸首七窍内有血迹，立即推断出是生前中了毒。他不敢声张，只得趁火化时，偷偷拾了这两根骨头。
武松问道：“谁是奸夫？”何九叔道：“我不知此人是谁，都头若想了解详情，可问卖梨的郓哥。”武松要何九叔一道去找郓哥。
见了郓哥，武松道院“郓哥，可否请你详述我哥哥之事？”郓哥便将西门庆与潘金莲合谋害死武大郎的事一一细述。
武松便拉着何九叔与郓哥，去县衙告状。不料，西门庆早就收买了县衙上下，那县官便不准武松告状。武松告状不成，心中已有计较。
他让何九叔收了银子与骨头，回到自己房里，吩咐士兵给何九叔与郓哥安排饭食，道：“你二人在此等等，我去去就回。”
武松带上两三个士兵，离了县衙，买了笔、墨、纸、砚，以及吃的，都送到哥哥家中。随后，武松吩咐士兵在灵牌前点起蜡烛，摆下纸钱及祭祀用的物品。安排妥当后，武松便叫道：“嫂嫂，我要请些客人，你来招待。”说罢便出门了。
武松请的第一个便是王婆，还请来其他几位街坊邻居。武松令士兵把门都关上，自己搬条凳子坐下，对众邻道：“众位高邻，请随便吃些酒饭。”吃了七八杯酒，武松便吩咐士兵将杯盘收拾了。众邻居正待起身，武松双手一拦，道：“我有话要说！哪位高邻会写字？”众人均指卖冷酒的胡正卿。
武松嗖地一下，从衣裳底下抽出一把尖刀，双目圆睁，道：“小人冤有头，债有主，望众位高邻在此作证！”
武松对那王婆喝道：“你这老妖婆！我哥哥的性命在你身上，等会再审问你！”转身看着潘金莲，骂道：“你这淫妇，是怎样害了我哥哥的性命，从实招来！”说罢，一把提了潘金莲，把她掀翻在灵牌前，用脚踏住，拿那尖刀在她脸上晃了晃。潘金莲叫道：“叔叔饶命！”
当下，那妇人吓得魂飞魄散，便把她与西门庆合谋杀害武大的经过说了。武松叫她说一句，胡正卿写一句。王婆见事已至此，只得招认了。武松令二人按上手印，叫众邻也都签了名，画了字。
武松将这份口供收在怀里，命士兵取碗酒，摆在灵牌前，让潘金莲与王婆跪下，道：“哥哥在天之灵，小弟今日替你报仇雪恨！”说罢，拿刀一挥，便将那妇人杀了。武松对众人道院“有劳各位高邻，请到楼上坐会，武二去去就回。”众邻谁敢不依，只得上楼去了。
武松要士兵押王婆上楼，自己出门直奔西门庆的药铺。打听到西门庆在狮子楼与人吃酒，便往那奔去。
那西门庆一见武松，大吃一惊，想跳下楼，却又不敢。武松手一撑，跳到了桌上，西门庆见武松来得凶猛，拿脚一踢，竟把武松手中的刀踢到街上了。西门庆见武松没有了刀，胆壮起来，朝武松心窝打来，武松闪到一旁，乘势往西门庆胁下一钻，左手揪住西门庆的头，右手抓住其左脚，叫道：“下去！”只见那西门庆头朝下被扔到街上了。
武松纵身一跳，跳到街上，先把刀捡起来。再看那西门庆时，已摔得半死不活，直挺挺地躺在地上。武松上前按住他，一刀便将他结果了。
一路奔回哥哥灵牌前，叫道：“哥哥，小弟给你报了仇，雪了恨！”随后，请众邻居下楼，去县衙做证，自己则去自首。
知县听得人报，赶紧升厅。武松呈上口供，众邻舍也纷纷指证。知县又传来何九叔与郓哥，取了供状。随后，知县派人去验潘金莲与西门庆的尸首，把武松与王婆都收在监里。
知县敬武松义气深重，有心帮他，把罪状改得轻了。写罢文书，命人将武松、王婆及证人都解送至东平府来。
府尹陈文昭知道此事的缘由后，亦敬重武松是个仗义的烈汉，把招状卷宗也改轻了，还派人去京师为他打点。
不久，刑部批下公文院王婆教唆杀人，当凌迟处死。武松虽系为兄报仇，杀害人命，亦则自首，脊仗四十，刺配孟州牢城。奸夫淫妇，虽犯重罪，已死勿论。其他人证，释放归家。
府尹看了文书，立即执行。
武松戴上行枷，与两个押送公人上路，离了东平府，往孟州而去。