东晋时期，浙江上虞祝家镇祝员外之女祝英台（乐蒂 饰）容貌美丽且才华出众，求学愿望十分迫切。她成功说服父母后前往馀杭读书。途中，她与会稽的梁山伯（凌波 饰）相遇，二人志趣相投，折柳当作焚香，结拜为兄弟。三年同窗时光里，他们感情深厚如同骨肉。梁山伯一直不知道这位结拜兄弟竟是女子，而祝英台却渐渐爱上了义兄。祝员外见女儿三年未归，接连写信催她回家，祝英台只好退学。临行前，她托付师母（高宝树）为自己做媒，向梁山伯表明心意。梁山伯回到书院得知真相后，立刻飞奔到祝家镇。然而，祝员外早已将女儿许配给马太守之子马文才。祝英台百般哀求父亲退婚，可父亲坚决不肯。梁山伯来晚一步，犹如遭遇晴天霹雳。回去后，梁山伯因相思成疾，一病不起。祝英台听闻梁山伯的死讯，悲痛欲绝。在出嫁途中，她脱下吉服，到梁山伯墓前哭祭。突然，天地骤变，坟墓裂开，祝英台纵身跳入墓中殉情。最终，两人化作一对彩蝶，永不分离。