玄奘是长安大慈恩寺的和尚，原名叫陈袆（音ｈｕī），洛州缑氏（今河南偃师缑氏镇，缑音ｇōｕ）人。十三岁那年，他出家做和尚，就认真研究佛学。后来他到处拜师学习，精通佛教经典，被尊称为三藏法师（三藏是佛教经典的总称）。他发现原来翻译过来的佛经错误很多，又听说天竺地方有很多的佛经，就决定到天竺去学习。
公元６２９年（一说６２７年）他从长安出发，到了凉州（今甘肃武威）。当时，朝廷禁止唐人出境，他在凉州被边境兵士发现，叫他回长安去。他逃过边防关卡，向西来到玉门关附近的瓜州（今甘肃安西）。
玄奘在瓜州，打听到玉门关外有五座堡垒，每座堡垒之间相隔一百里，中间没有水草，只有堡垒旁有水源，并且由兵士把守。这时候，凉州的官员已经发现他偷越边防，发出公文到瓜州通缉他。如果经过堡垒，一定会被兵士捉住。
玄奘正在束手无策的时候，碰到了当地一个胡族人，名叫石盘陀，愿意替他带路。
玄奘喜出望外，变卖了衣服，换了两匹马，连夜跟石盘陀一起出发，好不容易混出了玉门关。他们在草丛里睡了一觉，准备继续西进。
哪儿想到石盘陀走了一程，就不想再走了，甚至想谋杀玄奘。玄奘发现他不怀好意，把他打发走了。
打那以后，玄奘单人匹马在关外的沙漠地带摸索前进。约摸走了八十多里，才到了第一堡边。他怕被守兵发现，白天躲在沙沟里，等天黑了才走近堡垒前的水源。他正想用皮袋盛水，忽然一支箭射来，几乎射中他的膝盖。玄奘知道躲不过，索性朝着堡垒喊道：“我是长安来的和尚，你们别射箭！”
堡中的人停止射箭，打开堡门，把玄奘带进堡垒。幸好守堡的校尉王祥也是信佛教的，问清楚玄奘的来历后，不但不为难他，还派人帮他盛水，还送了一些饼，亲自把他送到十几里外，指引他一条通向第四堡的小道。
第四堡的校尉是王祥的同族兄弟，听说玄奘是王祥那里来的，也很热情地接待他，并且告诉他，第五堡的守兵十分凶暴，叫他绕过第五堡，到野马泉去取水，再往西走，就是一片长八百里的大沙漠了。
玄奘离开第四堡，又走了一百多里，迷了路，没有找到野马泉。他正要拿起随带的水袋喝水，哪知一失手，一皮袋的水都泼翻在沙土上了。没有水，怎么越过沙漠呢。玄奘想折回第四堡去取水，走了十几里，忽然想起临走的时候，他曾经立下誓言，不达到目的地，决不后退一步。现在怎么能遇到困难就后退呢？想到这里，他拨转马头，继续朝西前进。
大沙漠里一片茫茫，上不见飞鸟，下不见走兽，有时一阵旋风，卷起满天沙土，像暴雨一样落下来。玄奘在沙漠里接连走了四夜五天，没有一点水喝，口渴得像火烧一样，终于支不住昏倒在沙漠上。到了第五天半夜，天边起了凉风，把玄奘吹得清醒过来。他站起来，牵着马又走了十几里，发现了一片草地和一个池塘。有了水草，人和马才摆脱绝境。又走了两天，终于走出大沙漠，经过伊吾（今新疆哈密），到了高昌（在今新疆吐鲁番东）。
高昌王麹（音ｑǔ）文泰也是信佛的，听说玄奘是大唐来的高僧，十分敬重，请他讲经，还恳切要他在高昌留下来。玄奘坚持不肯。麹文泰没法挽留，就给玄奘准备好行装，派了二十五人，随带三十匹马护送；还写信给沿路二十四国的国王，请他们保护玄奘过境。
玄奘带领人马，越过雪山冰河，冲过暴风雪崩，经历了千辛万苦，到达碎叶城（在今苏联吉尔吉斯北部托克马克附近），受到西突厥可汗的接待。打那以后，一路顺利，通过西域各国进了天竺。
天竺是佛教的发源地，有很多佛教古迹。玄奘在天竺游历各地，朝拜圣迹，向高僧学经。有一次，他在乘船渡恒河的时候，碰到一群强盗。他们迷信妖神，每年秋天都要杀个人祭神。船中的强盗看中玄奘，要把他杀了祭神，玄奘再三向他们解释也没有用，只好闭着眼睛念起经来。说也凑巧，这时正好起了一阵狂风，河里浊浪汹涌，差一点打翻了船。强盗害怕起来，赶快跪下忏悔，把玄奘放了。
这件事很快传开了，当地的人都还认为玄奘真有什么佛法保护呢。
天竺摩揭陀国有一座古老的大寺院，叫做那烂陀寺。寺里有个戒贤法师，是天竺的大学者。玄奘来到那烂陀寺，跟着戒贤法师，学了五年，把那里的经全部学会了。
摩揭陀国的戒日王是个笃信佛教的国王，听到玄奘的名声，在他的国都曲女城（今印度北方邦境内卡瑙季）为玄奘开了一个隆重的讲学大会。天竺十八个国的国王和三千多高僧到了会。戒日王请玄奘在会上讲学，还让大家辩论。大会开了十八天，大家对玄奘的精采演讲十分佩服，没有一个人提出不同的意见。最后，戒日王派人举起玄奘的袈裟，宣布讲学成功。
戒日王接见玄奘的时候，说起他早就听说中国有个英武的秦王。玄奘告诉他，秦王就是现在的大唐皇帝。
玄奘的游历，不但在佛学上取得很大成功，而且促进了东西方的文化交流。公元６４５年，他带了六百多部佛经，回到阔别十多年的长安。
玄奘和尚百折不挠的取经事迹，轰动了长安人民。正在洛阳的唐太宗，对玄奘的壮举十分赞赏，在洛阳行宫接见了玄奘。玄奘把他游历西域的经历向太宗作了详细的汇报。
在这以后，玄奘就定居下来，专心翻译从天竺带回来的佛经。他还和他的弟子一起，编写了一本《大唐西域记》。在这本书里，他把亲自到过的一百十个国家和听到过的二十八个国家的地理情况、风俗习惯记载下来，成为重要的历史和地理着作。
由于玄奘取经这件事本身带有传奇色彩，后来，在民间流传了许多关于唐僧取经的神话，说他取经路上，遇到许多妖魔精怪，这当然是虚构出来的。到了明朝，小说家吴承恩，根据民间传说作了艺术加工，写成优秀的长篇神话小说《西游记》，在我国文学史上占有很重要的地位。但是那里面的故事，跟真正的玄奘取经事迹已经离得很远了。