在云南阿着底村，聪颖美丽的彝族姑娘阿诗玛（杨丽坤 饰）与勇敢憨厚的青年阿黑（包斯尔 饰）相爱。头人热布巴拉（崔超明 饰）之子阿支（韩非 饰）贪恋阿诗玛美貌，心存歹念。传统节日集会的摔跤场上，阿支不可一世，阿黑从远处射箭钉住旗杆绳索震慑阿支，并与之较量将其摔倒，赢得全场喝彩，阿支见状十分生气。一日，阿支学着阿黑的样子在阿诗玛家附近吹笛，阿诗玛误以为是阿黑飞奔而出，发现是阿支后怒而离去。阿支贼心不死，央求媒人海热（冯奇 饰）带着厚礼上门逼婚，被阿诗玛母女断然拒绝。于是，阿支趁阿黑去远方牧羊之机，派人将阿诗玛劫走。阿诗玛乘隙将与阿黑定情的山茶花掷入溪中，溪水立即倒流，阿黑获讯赶回救援，途中被大山所阻，他用神箭射穿大山纵马驰骋。在热布巴拉家，阿支用尽威胁利诱手段都不能使阿诗玛屈服，阿黑及时赶到，阿支提出赛歌一决胜负，阿黑越唱越精神，阿支越唱越没劲。赛输后阿支企图用暗箭杀害阿黑，阿黑愤怒地用神箭射穿寨门和厅柱，箭钉在神主牌位上纹丝不动，阿支一家慑服，只得释放阿诗玛。阿诗玛和阿黑喜悦地同乘一骑回家，来到溪边下马小憩，阿支带人偷走神箭并放洪水将阿诗玛淹没。洪水过后，阿黑悲愤地呼唤着她的名字，但阿诗玛已化身成一座美丽的石像，永驻石林，千年万载，长留人间。