玄奘是長安大慈恩寺的和尚，原名叫陳-（音ｈｕī），洛州緱氏（今河南偃師緱氏鎮，緱音ｇōｕ）人。十三歲那年，他出家做和尚，就認真研究佛學。後來他到處拜師學習，精通佛教經典，被尊稱為三藏法師（三藏是佛教經典的總稱）。他發現原來翻譯過來的佛經錯誤很多，又聽說天竺地方有很多的佛經，就決定到天竺去學習。
公元６２９年（一說６２７年）他從長安出發，到了涼州（今甘肅武威）。當時，朝廷禁止唐人出境，他在涼州被邊境兵士發現，叫他回長安去。他逃過邊防關卡，向西來到玉門關附近的瓜州（今甘肅安西）。
玄奘在瓜州，打聽到玉門關外有五座堡壘，每座堡壘之間相隔一百里，中間沒有水草，只有堡壘旁有水源，並且由兵士把守。這時候，涼州的官員已經發現他偷越邊防，發出公文到瓜州通緝他。如果經過堡壘，一定會被兵士捉住。
玄奘正在束手無策的時候，碰到了當地一個胡族人，名叫石-陀，願意替他帶路。
玄奘喜出望外，變賣了衣服，換了兩匹馬，連夜跟石-陀一起出發，好不容易混出了玉門關。他們在草叢裡睡了一覺，準備繼續西進。
哪兒想到石-陀走了一程，就不想再走了，甚至想謀殺玄奘。玄奘發現他不懷好意，把他打發走了。
打那以後，玄奘單人匹馬在關外的沙漠地帶摸索前進。約摸走了八十多里，才到了第一堡邊。他怕被守兵發現，白天躲在沙溝裡，等天黑了才走近堡壘前的水源。他正想用皮袋盛水，忽然一支箭射來，幾乎射中他的膝蓋。玄奘知道躲不過，索性朝著堡壘喊道：「我是長安來的和尚，你們別射箭！」
堡中的人停止射箭，打開堡門，把玄奘帶進堡壘。幸好守堡的校尉王祥也是信佛教的，問清楚玄奘的來歷後，不但不為難他，還派人幫他盛水，還送了一些餅，親自把他送到十幾里外，指引他一條通向第四堡的小道。
第四堡的校尉是王祥的同族兄弟，聽說玄奘是王祥那裡來的，也很熱情地接待他，並且告訴他，第五堡的守兵十分凶暴，叫他繞過第五堡，到野馬泉去取水，再往西走，就是一片長八百里的大沙漠了。
玄奘離開第四堡，又走了一百多里，迷了路，沒有找到野馬泉。他正要拿起隨帶的水袋喝水，哪知一失手，一皮袋的水都潑翻在沙土上了。沒有水，怎麼越過沙漠呢。玄奘想折回第四堡去取水，走了十幾里，忽然想起臨走的時候，他曾經立下誓言，不達到目的地，決不後退一步。現在怎麼能遇到困難就後退呢？想到這裡，他撥轉馬頭，繼續朝西前進。
大沙漠裡一片茫茫，上不見飛鳥，下不見走獸，有時一陣旋風，捲起滿天沙土，像暴雨一樣落下來。玄奘在沙漠裡接連走了四夜五天，沒有一點水喝，口渴得像火燒一樣，終於支不住昏倒在沙漠上。到了第五天半夜，天邊起了涼風，把玄奘吹得清醒過來。他站起來，牽著馬又走了十幾里，發現了一片草地和一個池塘。有了水草，人和馬才擺脫絕境。又走了兩天，終於走出大沙漠，經過伊吾（今新疆哈密），到了高昌（在今新疆吐魯番東）。
高昌王-（音ｑǔ）文泰也是信佛的，聽說玄奘是大唐來的高僧，十分敬重，請他講經，還懇切要他在高昌留下來。玄奘堅持不肯-文泰沒法挽留，就給玄奘準備好行裝，派了二十五人，隨帶三十匹馬護送；還寫信給沿路二十四國的國王，請他們保護玄奘過境。
玄奘帶領人馬，越過雪山冰河，衝過暴風雪崩，經歷了千辛萬苦，到達碎葉城（在今蘇聯吉爾吉斯北部托克馬克附近），受到西突厥可汗的接待。打那以後，一路順利，通過西域各國進了天竺。
天竺是佛教的發源地，有很多佛教古跡。玄奘在天竺遊歷各地，朝拜聖跡，向高僧學經。有一次，他在乘船渡恆河的時候，碰到一群強盜。他們迷信妖神，每年秋天都要殺個人祭神。船中的強盜看中玄奘，要把他殺了祭神，玄奘再三向他們解釋也沒有用，只好閉著眼睛念起經來。說也湊巧，這時正好起了一陣狂風，河裡濁浪洶湧，差一點打翻了船。強盜害怕起來，趕快跪下懺悔，把玄奘放了。
這件事很快傳開了，當地的人都還認為玄奘真有什麼佛法保護呢。
天竺摩揭陀國有一座古老的大寺院，叫做那爛陀寺。寺裡有個戒賢法師，是天竺的大學者。玄奘來到那爛陀寺，跟著戒賢法師，學了五年，把那裡的經全部學會了。
摩揭陀國的戒日王是個篤信佛教的國王，聽到玄奘的名聲，在他的國都曲女城（今印度北方邦境內卡瑙季）為玄奘開了一個隆重的講學大會。天竺十八個國的國王和三千多高僧到了會。戒日王請玄奘在會上講學，還讓大家辯論。大會開了十八天，大家對玄奘的精采演講十分佩服，沒有一個人提出不同的意見。最後，戒日王派人舉起玄奘的袈裟，宣佈講學成功。
戒日王接見玄奘的時候，說起他早就聽說中國有個英武的秦王。玄奘告訴他，秦王就是現在的大唐皇帝。
玄奘的遊歷，不但在佛學上取得很大成功，而且促進了東西方的文化交流。公元６４５年，他帶了六百多部佛經，回到闊別十多年的長安。
玄奘和尚百折不撓的取經事跡，轟動了長安人民。正在洛陽的唐太宗，對玄奘的壯舉十分讚賞，在洛陽行宮接見了玄奘。玄奘把他遊歷西域的經歷向太宗作了詳細的匯報。
在這以後，玄奘就定居下來，專心翻譯從天竺帶回來的佛經。他還和他的弟子一起，編寫了一本《大唐西域記》。在這本書裡，他把親自到過的一百十個國家和聽到過的二十八個國家的地理情況、風俗習慣記載下來，成為重要的歷史和地理著作。
由於玄奘取經這件事本身帶有傳奇色彩，後來，在民間流傳了許多關於唐僧取經的神話，說他取經路上，遇到許多妖魔精怪，這當然是虛構出來的。到了明朝，小說家吳承恩，根據民間傳說作了藝術加工，寫成優秀的長篇神話小說《西遊記》，在我國文學史上佔有很重要的地位。但是那裡面的故事，跟真正的玄奘取經事跡已經離得很遠了。