明朝成化年间，苏州府吴江县有个书生姓沈名渊，表字清源，生得眉目疏朗，性情温良。这年正值大比之年，沈渊收拾书箱，辞别老母，欲往南京应试。临行前，母亲将一枚祖传青玉印章交与他，嘱道：“此乃你祖父当年在翰林院时所用，盼你此去金榜题名，光耀门楣。”
这日行至镇江府地界，忽遇瓢泼大雨。沈渊见前方有座古寺，急急奔去避雨。才进山门，却听偏殿传来女子啜泣之声。循声望去，见一老妪携着个戴孝的少女，正对着佛像哀哀哭泣。那少女虽衣衫素净，却生得秋水为神玉为骨，沈渊不觉多看两眼。
老妪见他是个读书人，拭泪道：“公子见笑，这是我女儿玉娘。她父亲原是南京通判，因得罪权贵被诬下狱，冤死狱中。我母女欲往扬州投亲，谁知亲戚早已搬离，盘缠用尽，只得在此暂住。”沈渊心生怜悯，将随身干粮分与她们，又取出二两银子相赠。
雨住天晴，沈渊正要告辞，忽见寺外闯进几个彪形大汉。为首的黑脸汉子喝道：“好你个薛玉娘，躲到这里来了！你父生前将你许配给我们家公子，今日特来迎亲！”玉娘吓得面色惨白，老妪颤声道：“那婚约早已退掉，你们强逼良家女子，天理不容！”
黑脸汉子正要动手，沈渊挺身而出：“光天化日之下，岂容强抢民女！”那汉子冷笑道：“穷酸书生也敢多管闲事？”说罢挥拳打来。沈渊虽是个文弱书生，却懂得些拳脚，闪身避过，顺势一绊，将那汉子摔个嘴啃泥。众泼皮一拥而上，沈渊且战且退，渐渐不支。
危急时刻，寺外传来马蹄声，但见一位青衣壮士纵马而至，见状大喝：“何处狂徒在此行凶！”声若洪钟，震得梁上灰尘簌簌落下。那壮士翻身下马，三拳两脚便将众泼皮打得抱头鼠窜。
壮士拱手道：“在下姓赵名毅，原在军中效力，如今解甲归田。适才路过，见不平之事，特来相助。”沈渊忙还礼道谢。赵毅见他们无处可去，便道：“寒舍就在左近，若不见弃，可暂住几日。”
原来这赵毅祖上也是书香门第，宅院虽不豪华，却甚是清雅。安顿已毕，沈渊与玉娘常在园中相遇。有时见玉娘在亭中刺绣，沈渊便驻足与她说话；有时沈渊在月下读书，玉娘便悄悄送来参汤。二人情愫暗生，赵毅看在眼里，这日对沈渊道：“我看你二人情投意合，若不嫌弃，赵某愿做这个媒人。”
沈渊大喜，当即修书回家禀明母亲。谁知书信才去三日，这日忽然来了个锦衣卫千户，带着一队人马将赵宅团团围住。那千户厉声道：“薛通判一案尚有疑点，其家眷须带回衙门问话！”不由分说，将玉娘母女押上囚车。沈渊欲要理论，却被赵毅死死拉住。
当夜沈渊辗转难眠，忽闻窗外石子声响。推窗一看，却是赵毅。“沈兄弟，我打听清楚了。那千户姓严，原是陷害薛通判的仇家党羽，此番是要斩草除根。”沈渊惊道：“这却如何是好？”赵毅沉吟道：“如今唯有去南京寻我故交——应天府尹周大人。”
二人当即收拾行装，连夜赶往南京。不想才进城门，便见各处张贴海捕文书，画的正是沈渊与赵毅。原来那严千户竟诬告他们勾结江洋大盗。二人慌忙躲进一条小巷，却听身后马蹄声急，追兵已至。
正在无路可逃之际，旁边一扇小门忽然开启，有个老者低声道：“快进来！”二人不及多想，闪身而入。但见院内曲径通幽，竹影婆娑，竟是个极雅致的所在。老者引他们到书房，点亮灯烛，沈渊不觉惊呼：“周世伯！”
这老者正是前任礼部侍郎周文渊，与沈渊祖父乃是同科进士。周老先生听罢原委，捻须叹道：“那严千户乃当朝司礼监太监严嵩的远亲，权势熏天。如今之计，唯有让玉娘母女亲自面圣告御状。”沈渊苦笑道：“我等平民，如何见得皇上？”
周老先生微微一笑：“下月十五，圣驾将幸临朝天宫祈福。届时老夫自有安排。”说罢取出一封书信，“你们先去城东找翠云庵的静慧师太，她自会护你们周全。”
这翠云庵看似寻常，内中却别有乾坤。静慧师太竟曾是宫中女官，因避祸出家。她将沈渊等人安置在后院密室，每日里教玉娘宫廷礼仪，又让沈渊专心备考。
转眼到了月中，这日忽有大队官兵前来搜查。静慧师太不慌不忙，将众人藏入地窖。谁知玉娘因照顾生病的母亲，迟了一步。眼看官兵已到禅房外，玉娘情急生智，将头发披散，脸上涂了香灰，装作疯癫模样。
那军官见是个疯尼姑，啐了一口，转身要走。不料随行中有个婆子眼尖，认出玉娘耳垂上的朱砂痣，大叫道：“她就是薛玉娘！”顿时刀剑出鞘，将禅房围住。
便在此时，庵外忽然传来鸣锣开道之声。但见八人抬的大轿停在门前，走下一个身着蟒袍的太监，朗声道：“太后懿旨到！”原来静慧师太早派人往宫中报信。那严千户见势不妙，欲要强行拿人，却被御林军拿下。
次月十五，皇帝驾临朝天宫。周老先生通过旧日同僚，设法让玉娘混入献香的民女队伍。当玉娘跪献香烛时，突然高举状纸，口称冤枉。皇帝阅罢状纸，龙颜大怒，当即下旨重审薛通判一案。
三司会审，真相大白。严千户被革职查办，薛家冤情得雪。正值秋闱放榜，沈渊高中举人。双喜临门，赵毅大摆宴席为二人完婚。洞房花烛夜，玉娘从妆奁中取出一方青玉案，与沈渊那枚印章竟是一对。原来沈渊祖父与玉娘外祖父当年同窗时，曾将一方青玉剖成两半，各刻印章，约定后代结为姻亲。
次年春闱，沈渊进士及第，殿试时因策论精辟，被选入翰林院。这日正在翰林院当值，忽闻外面喧哗。出门一看，却见赵毅被几个侍卫押着过来。细问才知，赵毅为替阵亡同袍讨饷，打了兵部侍郎的儿子。
沈渊急忙求见首辅徐阶。徐阁老听罢沉吟道：“赵毅虽情有可原，但殴打朝廷命官之子，按律当流放三千里。”沈渊跪地苦求，徐阶方道：“除非他能戴罪立功。如今东南倭患又起，他若愿往参军，或可免罪。”
赵毅闻讯，慨然道：“大丈夫正当马革裹尸！”即日启程赴浙。临行将一枚虎符交给沈渊：“我若三年不归，便替我照顾老母。”
谁知这一去便是音讯全无。转眼三年将尽，沈渊已升任南京通判。这日正在衙中理事，忽有乞丐送来血书一封，竟是赵毅笔迹。原来他屡立战功，却被上司冒功陷害，如今囚在福州大牢。
沈渊当即告假，星夜兼程赶往福州。查访得知，那冒功的参将乃是严嵩义子，在地方一手遮天。沈渊改扮商人，用重金买通狱卒，终在大牢最深处见到赵毅。只见他浑身伤痕，瘦骨嶙峋，却目光如炬。
当夜，沈渊潜入参将府盗取罪证，不慎触响机关。危急时刻，忽有个蒙面人出手相救，竟是静慧师太的俗家侄儿。二人取得账册，正要离开，却被巡夜兵士发现。沈渊急中生智，将账册塞进鱼腹，投入院中池塘。
次日参将发现账册丢失，大怒之下封锁全城。沈渊假意献计：“大人何不悬赏寻找？贼人必不敢贸然出城。”参将果然中计，张榜悬赏。第三日，沈渊买通菜农，将藏有账册的鲜鱼送入参将府厨房。那参将吃鱼时咬到硬物，取出一看，正是账册，惊得魂飞魄散。
便在这时，钦差大臣突然驾到。原来沈渊早已通过周老先生上达天听。参将当场被拿下，赵毅冤情得雪。凯旋之日，福州百姓夹道相迎。赵毅官复原职，镇守海防。
这年倭寇大举来犯，赵毅率水师迎敌。沈渊在后方督运粮草，见战事吃紧，亲自押船增援。海战正酣时，忽起大风，沈渊座船被浪打翻。赵毅见状，不顾箭伤，跃入怒海相救。二人抱着一块船板，在海上漂流三日，终被商船所救。
回京叙功，皇帝亲自召见。听闻他们的事迹，钦赐“义重云天”金匾。时值中秋，沈渊与玉娘在庭院赏月，忽闻门外马蹄声。开门一看，赵毅携着个明媚少女，笑道：“快来见过你们嫂嫂！”原来这姑娘是抗倭名将之女，与赵毅在战场上相识相知。
明月当空，三家人团聚共饮。沈渊取出那对青玉印章，见上面不知何时已自然生出缠绵纹路，宛如并蒂莲花。玉娘笑道：“听说祖父当年得此玉时，有道士曾说‘双玉合，天下安’。”众人皆叹造化神奇。
正说笑间，忽有圣旨到，升沈渊为苏州知府，赵毅为浙江总兵。次日赴任，百姓沿街相送。船至姑苏，但见烟雨朦胧中，故里桃花正盛开。