西汉年间，柏乡有个白员外，家里有个女儿年满十八岁，但一直找不到称心如意的女婿。白员外为此天天发愁。白小姐生性刚烈，自小甚有主见，白员外也拿她没有办法。
此时正值牡丹花开季节，到柏乡观赏牡丹的游人不计其数。柏乡最美的七株牡丹，就在白家的后花园中。说是白家后花园，但那其实是白员外早前霸占的一块地，就因为那里有七株与众不同的牡丹，还有两棵芍药。她们一起相依相伴，成了柏乡最美的一道景色。
白员外看中了这几棵牡丹，命人在周围围起了栅栏，牡丹芍药就成了白家的产业了。柏乡人敢怒不敢言，一是因为白家背景深厚，朝庭里面也有人；二是因为白员外虽让人围了栅栏，但不算高，每年到花期开放的时候，也不限制游人隔着栅栏赏花。所以时间久了，人们也就慢慢习惯了。
牡丹开得最盛的时候，白小姐让丫头梅香给员外送口信，说想在牡丹园里画牡丹招亲。员外一听喜上眉梢，觉得此计甚妙，因为白家世代擅长书画，特别是这个独生女，更是画牡丹的高手。如果女儿真的能够找到志同道合的富贵人家，岂不是一桩美事。
员外便命家人放出消息，说四月初十，要在自家牡丹园里为小姐找夫婿。消息传出，有更多的人慕名前来，一是观赏牡丹，二是希望能看看白家小姐，因为传说，白家小姐比牡丹更美。
四月初十这天，白家牡丹园外早已是人山人海。白家家丁在门口把守，只放年龄适当，又会作画的年轻男子进入园内。到规定时间，大约有二三十个年轻男子在白家牡丹园开始作画，而这些人，大都围绕在园里一株最大的白牡丹花丛下。
原来，小姐给出的题目是画出最美的白牡丹。所以这些年轻男子都不约而同地选择了这株最大最美的白牡丹。
而在这些男人中，有一个在最外围的年轻男子，他名叫杜化龙，此时他支着画架，远远地望着被围在人群中的那株白牡丹发呆。良久，他才拿起画笔画了起来。
两个时辰之后，员外派人收走了画好的画卷，众人也被遣散，说明日上午再到园里来等候消息。
入夜，白家后堂。白员外看中一个叫刘义的富家公子画的白牡丹。这位刘公子，不仅白牡丹画得栩栩如生，从他交上来的简历，还是一个官家子弟。这正是白员外理想的女婿人选。
可是白小姐却偏偏选择了一幅“别具一格”的画。这幅画，画的不是牡丹，却是白小姐的肖像，虽然作画功力善浅，但这画却是最符合白小姐的要求，因为白小姐的名字正是白牡丹。
白员外见女儿对这画情有独钟，此画又画的是女儿的肖像，顿觉事有蹊跷。在他一再逼问之下，白小姐不得不道出其中缘由。
原来，早在去年牡丹花会，白小姐在牡丹花下偶遇了本乡穷书生杜化龙，两人一见钟情。白小姐深知父亲一向嫌贫爱富，定然不肯答应两人的婚事，于是白小姐向杜化龙定下了画“牡丹”的信约。
白小姐对父亲说，画“牡丹”招亲是父亲同意的，而众多人中只有杜化龙的画对了她出的题，所以，她是非杜化龙不嫁的。
白员外深知女儿生性刚烈，便口头上答应了她的婚事，说待明天众人来了再宣布。白小姐高兴地拜谢了父亲。
第二天上午，参加作画的众多年轻男子来到了白家牡丹园。白小姐坐在珠帘后面，白员外命管家呼叫杜化龙的名字。可是管家连续叫了几次，都没有人应声。珠帘内，白小姐有些坐立不安。
就在这时，有家丁来报，说昨晚杜家失火，估计杜化龙在睡梦中被烧死了。白小姐一听，顿时晕死过去。白员外只得草草收场，说招亲之事改日再定。
从这一天起，白小姐便一病不起。不久，竟然一命呜呼。临死前，她叮嘱家人，把她葬在那棵最大最美的白牡丹下。
白小姐下葬之日，牡丹园里的牡丹花纷纷坠落，并且汇集飘向白小姐的墓地。牡丹花覆盖了白小姐的全身，之后又堆成坟墓形状。说来奇怪，白家家人再想堆土盖坟，那些牡丹花朵却坚硬如钢，使得泥土纷纷滚落了下来。
白员外见状甚是惊奇，亲自铲了土上去盖墓，沙土也纷纷掉落。看见此景，白员外也无可奈何，只好作罢。他让梅香每日前来守坟，如果有什么变化，要立刻报与他知。
白小姐死后，白园的牡丹都纷纷凋零，别处的牡丹也很快凋谢。花期比往年要早结束好几天。并且此后两年，柏乡的牡丹再也没有开放过。
到了第三年，牡丹花开季节。白园外来了一个身穿状元衣，头戴高冠的年轻官员。他的身后，跟着一队人马。他来到白园外，隔着栅栏看见了白小姐的坟墓。他下了马，指挥手下拆了栅栏，自己快步上前，扑倒在幕前。他却是杜化龙！
杜化龙在白小姐的墓前，失声哀哭。哭声引来了梅香。她看见杜化龙又惊又喜。而杜化龙看见梅香，转身朝她叩拜起来，口中直呼“恩人——”
原来三年前的那个夜晚，梅香偷听到白员外叫家丁半夜去杜家放火，企图烧死杜化龙，绝了白小姐的念头。梅香来不及告知小姐，便先家丁一步偷偷出了白府，通知杜化龙逃走，又把身上仅有的几两银子送给了他。家丁到后，看见杜家一片黑暗，以为杜化龙正在睡觉，就放火烧了杜家，也没有细查屋里是否有人。
梅香回府后，就将此事告诉了白小姐，白小姐又恨又悲。第二天上午，管家呼叫杜化龙时，她是既盼望他出现，又怕他出现。之后，白小姐不时差梅香四处打探杜化龙的消息，却没有半点回音。想起他一个文弱书生，唯恐他再次遭遇父亲的毒手，便终日挂心思念，不觉成疾，一病不起，不久离了人世。
杜化龙听完梅香诉说，更加悲痛，竟然一口鲜血喷洒在白小姐的墓碑上。这时，坟墓上空忽然出现一道彩虹，一阵风从天边吹来，白小姐墓身上的牡丹花朵像被施了仙法，一朵一朵飞了起来，在半空中盘旋飞舞。
牡丹散尽，棺枢自动打开。在牡丹花中“沉睡”了三年的白小姐，缓缓地坐了起来。再然后，她含笑起身，迈出棺柩，在牡丹花的簇拥中慢慢走向杜化龙。
这场景，让所有的人都惊呆了。杜化龙更是惊喜若狂，他拥住了白牡丹，喜极而泣。那些飘飞在半空中的牡丹花朵慢慢汇聚在一起，最后竟化身为几个穿着各种颜色衣服的仙女。
为首的是一个红衣仙女。她含笑对杜化龙说：“白牡丹本是仙家的一颗种子，误入凡尘成了白家小姐。本来她已结束了尘世情缘，回归仙家。王母命她前往别的地方任职，怎奈白牡丹宁愿痴守柏乡，退去仙体，也不愿再到他处……王母怜惜她一片痴情，对爱情忠贞，又见杜化龙如期归来，所以特允白牡丹再留凡间一百年，待续完与杜化龙的尘世姻缘之后，再回仙界述职。”
说完，几位仙女徐徐飞天而去。白牡丹拉了杜化龙，两人跪在地上，朝着仙女飞去的方向再三叩拜。
此时，柏乡牡丹陆续开放，一时间，震惊了世人。早有家丁把墓地发生的奇事报告了白员外。白员外带着夫人匆匆赶到后园，果然见到女儿死而复生，杜化龙大难不死，还考取了功名。
白员外又惊又喜，唯恐杜化龙拿他治罪，赶紧先亲自上前请罪。白夫人眼泪汪汪，求女儿原谅父母。
白牡丹感念父母养育十八年之恩，不再追究，便求杜化龙也宽恕了父亲。白员外喜极而泣，老怀宽慰，赶紧让人布置喜堂，给小姐姑爷成亲。
白牡丹感激梅香救夫之恩，遂认她为义妹，不久为她找了一男子成亲，又出资在白府附近为梅香建了一处住宅，让她有自己的家，又能时常到白府走动。
至此，一段关于“牡丹”的爱情传奇，在柏乡完美落幕。