Vào thời nhà Lê, ở làng Bích Câu gần kinh thành Thăng Long, có một chàng học trò tên là Tú Uyên. Chàng người đẹp đẽ, sáng dạ, nhưng số phận chẳng may: cha mẹ đều mất từ khi chàng còn nhỏ. Nhà nghèo, chẳng có của nả gì, Tú Uyên một mình một bóng trong căn nhà nhỏ. Ngày nào chàng cũng chỉ biết vùi đầu vào sách vở, mong có ngày học thành tài, đỗ đạt cho rạng danh tổ tiên.
Một năm, chùa Ngọc Hồ mở hội, Tú Uyên cũng theo bạn bè đi xem. Chiều tà, trên đường về, chàng đi ngang qua chùa Tiên Tích ở phía cửa Nam. Dưới gốc cây cổ thụ bên chùa, có một người con gái đứng một mình, nhan sắc đẹp lạ lùng, khác hẳn mọi người con gái chàng từng gặp. Tú Uyên đánh bạo lại gần làm quen. Nàng không e dè, lại còn đối đáp với chàng rất có duyên. Hai người vừa đi vừa trò chuyện, câu qua câu lại, quên cả đường xa.
Đi tới chỗ đình Quang Minh, Tú Uyên vừa quay sang định hỏi tên tuổi, quê quán, thì người con gái bỗng biến mất. Không một tiếng động, không một dấu chân, nàng tan đi như làn khói. Bấy giờ chàng mới hiểu người mình vừa trò chuyện suốt dọc đường không phải người trần, mà là tiên. Tú Uyên đứng ngẩn người hồi lâu trước sân đình vắng, rồi mới thất thểu quay về.
Từ hôm ấy, ngày cũng như đêm, Tú Uyên chỉ nhớ đến người con gái gặp bên chùa. Sách mở ra mà chẳng đọc được chữ nào, cơm bưng lên mà chẳng nuốt nổi. Chàng gầy rộc đi, mắc bệnh tương tư, uống bao nhiêu thang thuốc cũng không khỏi. Một hôm, chàng chợt nghĩ đến việc xin thẻ bói, bèn tìm đến đền Bạch Mã, thắp hương khấn vái rồi ngủ lại ở đền, mong thần cho một giấc mộng chỉ đường.
Đêm ấy, quả nhiên thần báo mộng rằng: sáng sớm mai cứ ra chỗ cống cầu Đông bên sông Tô Lịch, ắt sẽ gặp. Tú Uyên choàng tỉnh thì trời đã rạng, vội vàng chạy ra bờ sông. Chàng đứng ngóng hết giờ này sang giờ khác mà chẳng thấy bóng ai. Vừa toan bỏ về thì gặp một ông cụ đi bán tranh. Chàng cầm một bức lên mở ra xem, bỗng sững người: người tố nữ trong tranh giống hệt người con gái chàng gặp dưới gốc đa. Chàng mua ngay, mang về treo cạnh chỗ ngồi học, nỗi buồn tương tư từ đấy mới nguôi đi.
Từ đó, mỗi bữa ăn, Tú Uyên đều bày hai cái bát, hai đôi đũa, mời người trong tranh cùng ăn, như vợ chồng thật vậy. Một hôm, khi chàng mời, người trong tranh hình như mỉm cười, như muốn nói điều gì. Hôm sau, đi học về, chàng thấy mâm cơm đã dọn sẵn, toàn những món ngon vật lạ. Chàng chẳng hiểu ai làm, ăn mà lòng đầy ngờ vực. Hai ba hôm liền đều như thế.
Một buổi, Tú Uyên giả vờ cắp sách đi học, rồi lẻn quay lại, đứng nép ngoài cửa nhòm vào. Chàng thấy người trong tranh bước ra, đang ngồi soi gương chải tóc, điểm trang. Tú Uyên rón rén đi vào, khẽ hỏi: “Nàng là ai, duyên cớ thế nào, xin cho ta được biết.” Người con gái đáp: “Thiếp vốn ở cung tiên, tên là Giáng Kiều. Nhà chàng có phúc đức lớn, nên mới cho gặp nhau hôm ấy. Thấy chàng thương nhớ khổ sở, chúa tiên cho thiếp xuống trần kết duyên cùng chàng.”
Nói xong, nàng rút cây trâm cài trên mái tóc, hoá phép. Căn nhà tranh nghèo nàn bỗng biến thành nhà cao cửa rộng, lâu đài nguy nga, đồ đạc sang trọng, kẻ hầu người hạ đông đúc. Rồi nàng bày cỗ bàn, mời các bạn tiên từ trên trời xuống dự đám cưới. Từ hôm ấy, Tú Uyên và Giáng Kiều nên duyên vợ chồng.
Nhưng có vợ tiên rồi, Tú Uyên sinh ra ham mê rượu chè, suốt ngày say sưa, bỏ bê cả sách vở. Ba năm trời, Giáng Kiều hết lời khuyên can mà chàng vẫn không nghe. Mỗi lần say, chàng lại chửi mắng vợ ầm ĩ. Một hôm, giận quá, nàng biến đi mất. Tỉnh rượu, không thấy vợ đâu, Tú Uyên mới hối hận, biết lỗi hoàn toàn ở mình. Chàng đi tìm khắp nơi mà chẳng thấy, buồn khổ đến mức chỉ muốn tự vẫn cho xong.
Đúng lúc chàng tuyệt vọng nhất, Giáng Kiều bỗng từ đâu trở về. Tú Uyên nửa mừng nửa thẹn, cúi đầu xin lỗi vợ, hứa từ nay chừa bỏ rượu say. Vợ chồng lại êm ấm như xưa. Chẳng bao lâu, nàng sinh được một con trai, đặt tên là Trân Nhi. Đứa bé lớn lên sáng dạ, học hành giỏi giang, chẳng mấy chốc đã sắp thành người.
Một hôm, Giáng Kiều bảo chồng: “Ở cõi trần, đời người chẳng qua bảy tám mươi năm là cùng. Trong sổ tiên cũng đã có tên chàng, chi bằng ta cùng nhau về cung tiên.” Nàng đưa cho chồng một viên thuốc và một lá bùa. Lát sau, có hai con hạc trắng sà xuống sân. Vợ chồng mỗi người cưỡi một con, ngoảnh lại dặn con: “Con cứ ở lại đây, bao giờ thi đỗ, cha mẹ sẽ xuống đón.” Nói rồi cả hai bay lên trời. Dân làng lập miếu ngay chỗ nhà cũ để thờ, gọi là đền Tú Uyên.