西漢年間，柏鄉有個白員外，家裡有個女兒年滿十八歲，但一直找不到稱心如意的女婿。白員外為此天天發愁。白小姐生性剛烈，自小甚有主見，白員外也拿她沒有辦法。
此時正值牡丹花開季節，到柏鄉觀賞牡丹的遊人不計其數。柏鄉最美的七株牡丹，就在白家的後花園中。說是白家後花園，但那其實是白員外早前霸占的一塊地，就因為那裡有七株與眾不同的牡丹，還有兩棵芍藥。她們一起相依相伴，成了柏鄉最美的一道景色。
白員外看中了這幾棵牡丹，命人在周圍圍起了柵欄，牡丹芍藥就成了白家的產業了。柏鄉人敢怒不敢言，一是因為白家背景深厚，朝庭裡面也有人；二是因為白員外雖讓人圍了柵欄，但不算高，每年到花期開放的時候，也不限制遊人隔著柵欄賞花。所以時間久了，人們也就慢慢習慣了。
牡丹開得最盛的時候，白小姐讓丫頭梅香給員外送口信，說想在牡丹園裡畫牡丹招親。員外一聽喜上眉梢，覺得此計甚妙，因為白家世代擅長書畫，特別是這個獨生女，更是畫牡丹的高手。如果女兒真的能夠找到志同道合的富貴人家，豈不是一樁美事。
員外便命家人放出消息，說四月初十，要在自家牡丹園裡為小姐找夫婿。消息傳出，有更多的人慕名前來，一是觀賞牡丹，二是希望能看看白家小姐，因為傳說，白家小姐比牡丹更美。
四月初十這天，白家牡丹園外早已是人山人海。白家家丁在門口把守，只放年齡適當，又會作畫的年輕男子進入園內。到規定時間，大約有二三十個年輕男子在白家牡丹園開始作畫，而這些人，大都圍繞在園裡一株最大的白牡丹花叢下。
原來，小姐給出的題目是畫出最美的白牡丹。所以這些年輕男子都不約而同地選擇了這株最大最美的白牡丹。
而在這些男人中，有一個在最外圍的年輕男子，他名叫杜化龍，此時他支著畫架，遠遠地望著被圍在人群中的那株白牡丹發獃。良久，他才拿起畫筆畫了起來。
兩個時辰之後，員外派人收走了畫好的畫卷，眾人也被遣散，說明日上午再到園裡來等候消息。
入夜，白家後堂。白員外看中一個叫劉義的富家公子畫的白牡丹。這位劉公子，不僅白牡丹畫得栩栩如生，從他交上來的簡歷，還是一個官家子弟。這正是白員外理想的女婿人選。
可是白小姐卻偏偏選擇了一幅「別具一格」的畫。這幅畫，畫的不是牡丹，卻是白小姐的肖像，雖然作畫功力善淺，但這畫卻是最符合白小姐的要求，因為白小姐的名字正是白牡丹。
白員外見女兒對這畫情有獨鍾，此畫又畫的是女兒的肖像，頓覺事有蹊蹺。在他一再逼問之下，白小姐不得不道出其中緣由。
原來，早在去年牡丹花會，白小姐在牡丹花下偶遇了本鄉窮書生杜化龍，兩人一見鍾情。白小姐深知父親一向嫌貧愛富，定然不肯答應兩人的婚事，於是白小姐向杜化龍定下了畫「牡丹」的信約。
白小姐對父親說，畫「牡丹」招親是父親同意的，而眾多人中只有杜化龍的畫對了她出的題，所以，她是非杜化龍不嫁的。
白員外深知女兒生性剛烈，便口頭上答應了她的婚事，說待明天眾人來了再宣布。白小姐高興地拜謝了父親。
第二天上午，參加作畫的眾多年輕男子來到了白家牡丹園。白小姐坐在珠簾後面，白員外命管家呼叫杜化龍的名字。可是管家連續叫了幾次，都沒有人應聲。珠簾內，白小姐有些坐立不安。
就在這時，有家丁來報，說昨晚杜家失火，估計杜化龍在睡夢中被燒死了。白小姐一聽，頓時暈死過去。白員外只得草草收場，說招親之事改日再定。
從這一天起，白小姐便一病不起。不久，竟然一命嗚呼。臨死前，她叮囑家人，把她葬在那棵最大最美的白牡丹下。
白小姐下葬之日，牡丹園裡的牡丹花紛紛墜落，並且匯集飄向白小姐的墓地。牡丹花覆蓋了白小姐的全身，之後又堆成墳墓形狀。說來奇怪，白家家人再想堆土蓋墳，那些牡丹花朵卻堅硬如鋼，使得泥土紛紛滾落了下來。
白員外見狀甚是驚奇，親自鏟了土上去蓋墓，沙土也紛紛掉落。看見此景，白員外也無可奈何，只好作罷。他讓梅香每日前來守墳，如果有什麼變化，要立刻報與他知。
白小姐死後，白園的牡丹都紛紛凋零，別處的牡丹也很快凋謝。花期比往年要早結束好幾天。並且此後兩年，柏鄉的牡丹再也沒有開放過。
到了第三年，牡丹花開季節。白園外來了一個身穿狀元衣，頭戴高冠的年輕官員。他的身後，跟著一隊人馬。他來到白園外，隔著柵欄看見了白小姐的墳墓。他下了馬，指揮手下拆了柵欄，自己快步上前，撲倒在幕前。他卻是杜化龍！
杜化龍在白小姐的墓前，失聲哀哭。哭聲引來了梅香。她看見杜化龍又驚又喜。而杜化龍看見梅香，轉身朝她叩拜起來，口中直呼「恩人——」
原來三年前的那個夜晚，梅香偷聽到白員外叫家丁半夜去杜家放火，企圖燒死杜化龍，絕了白小姐的念頭。梅香來不及告知小姐，便先家丁一步偷偷出了白府，通知杜化龍逃走，又把身上僅有的幾兩銀子送給了他。家丁到後，看見杜家一片黑暗，以為杜化龍正在睡覺，就放火燒了杜家，也沒有細查屋裡是否有人。
梅香回府後，就將此事告訴了白小姐，白小姐又恨又悲。第二天上午，管家呼叫杜化龍時，她是既盼望他出現，又怕他出現。之後，白小姐不時差梅香四處打探杜化龍的消息，卻沒有半點回音。想起他一個文弱書生，唯恐他再次遭遇父親的毒手，便終日掛心思念，不覺成疾，一病不起，不久離了人世。
杜化龍聽完梅香訴說，更加悲痛，竟然一口鮮血噴洒在白小姐的墓碑上。這時，墳墓上空忽然出現一道彩虹，一陣風從天邊吹來，白小姐墓身上的牡丹花朵像被施了仙法，一朵一朵飛了起來，在半空中盤旋飛舞。
牡丹散盡，棺樞自動打開。在牡丹花中「沉睡」了三年的白小姐，緩緩地坐了起來。再然後，她含笑起身，邁出棺柩，在牡丹花的簇擁中慢慢走向杜化龍。
這場景，讓所有的人都驚呆了。杜化龍更是驚喜若狂，他擁住了白牡丹，喜極而泣。那些飄飛在半空中的牡丹花朵慢慢匯聚在一起，最後竟化身為幾個穿著各種顏色衣服的仙女。
為首的是一個紅衣仙女。她含笑對杜化龍說：「白牡丹本是仙家的一顆種子，誤入凡塵成了白家小姐。本來她已結束了塵世情緣，回歸仙家。王母命她前往別的地方任職，怎奈白牡丹寧願痴守柏鄉，退去仙體，也不願再到他處……王母憐惜她一片痴情，對愛情忠貞，又見杜化龍如期歸來，所以特允白牡丹再留凡間一百年，待續完與杜化龍的塵世姻緣之後，再回仙界述職。」
說完，幾位仙女徐徐飛天而去。白牡丹拉了杜化龍，兩人跪在地上，朝著仙女飛去的方向再三叩拜。
此時，柏鄉牡丹陸續開放，一時間，震驚了世人。早有家丁把墓地發生的奇事報告了白員外。白員外帶著夫人匆匆趕到後園，果然見到女兒死而復生，杜化龍大難不死，還考取了功名。
白員外又驚又喜，唯恐杜化龍拿他治罪，趕緊先親自上前請罪。白夫人眼淚汪汪，求女兒原諒父母。
白牡丹感念父母養育十八年之恩，不再追究，便求杜化龍也寬恕了父親。白員外喜極而泣，老懷寬慰，趕緊讓人布置喜堂，給小姐姑爺成親。
白牡丹感激梅香救夫之恩，遂認她為義妹，不久為她找了一男子成親，又出資在白府附近為梅香建了一處住宅，讓她有自己的家，又能時常到白府走動。
至此，一段關於「牡丹」的愛情傳奇，在柏鄉完美落幕。