やがて亀仙人の下で修行し、天下一武道会やレッドリボン軍、ピッコロ大魔王等との闘いを通じてたくましく成長した悟空は、兄ラディッツにより、自分が惑星ベジータ出身の戦闘民族サイヤ人であることを知らされる。
その後サイヤ人の王子ベジータと死闘を繰り広げ、永遠のライバルとなる。
さらにサイヤ人をも支配する宇宙の帝王フリーザとナメック星で激突、伝説の超サイヤ人に目覚める。

地球帰還後、未来から来た少年トランクスから、かつて悟空が少年時代に壊滅させたレッドリボン軍の生き残りであるドクター・ゲロの存在、彼が作り上げた2体の最強の人造人間が3年後に現れること、その脅威、そして悲惨な未来を知らされる。
悟空を始めとする戦士達はそれらを未然に防ぐのではなく、戦うことを選択。しかし事態は未来のトランクスが知っている歴史とは大きく違うものとなり、トランクスさえ知らなかった人造人間達、さらにはドクター・ゲロのコンピューターが作り上げた生命体セルが登場。悟空はこの戦いで命を落とす。

その後主人公は成長した孫悟飯に変わる。悟飯は平和な学園生活の最中、宇宙最強最悪の生命体魔人ブウとの宇宙存亡をかけた戦いに巻き込まれていく。

第二部
サイヤ人襲来編（ベジータ編） - 第195話〜第241話
悟空は、満月を見ると大猿に変身する宇宙最強の戦闘民族「サイヤ人」だったことが明らかにされ、地球の戦士達は3人のサイヤ人と闘う事になる。このシリーズで悟空が実の兄：ラディッツとの戦闘で命を落とすが、約一年後にドラゴンボールによって生き返る。悟空の息子・悟飯と、後に悟空の永遠のライバルとなるベジータはこのシリーズから登場する。このサイヤ人編から次のナメック星の中盤までにかけて強さの数値化「戦闘力」が頻繁に登場する。
またアニメ版ではここから「ドラゴンボールZ」になる。
ナメック星編（フリーザ編） - 第242話〜第329話途中
サイヤ人の生き残りであるベジータとナッパによって殺された仲間を生き返らせるため、舞台を地球からナメック星へと移し、宇宙の帝王と恐れられるフリーザ一味とフリーザを裏切ったベジータとの間でドラゴンボール争奪戦を繰り広げる。なお「超（スーパー）サイヤ人」はこのフリーザ編で初登場する。

人造人間編（セル編） - 第329話途中〜第420話、番外編
未来からやってきたブルマとベジータの息子であるトランクス（青年）から伝言を聞いた悟空達は、レッドリボン軍の生き残りであるドクターゲロが作り出した人造人間と闘う。このシリーズで悟空だけでなく、ベジータ、悟飯も超サイヤ人となる。そしてラストでは悟空が死んでしまい、悟飯がその仇を討った。また、419話、420話はシリーズ唯一のアナザーストーリーとなっている。

第三部
魔人ブウ編 - 第421話〜第519話（最終話）
久しぶりの天下一武道会で悟空たちは界王神から魔人ブウ復活の話を聞き、地球戦士たちはブウを相手に闘う。激闘の10年後、悟空がブウの生まれ変わりであるウーブと共に、修行の旅に出るところで原作は終了する。
超サイヤ人3、フュージョン、ポタラが登場。セル編の最後で悟空が死んで息子の悟飯が主人公のような扱いとなったのだが、結局最後はやはり悟空が主人公としての扱いを受けていた。なお完全版では最終回が一部追加されている。

基本的には原作漫画をそのまま踏襲しているが、一部アニメのオリジナル設定もあり、その最たるものとしてはドラゴンボールはもともとは一つの球で、神殿に飾られていたが人間たちが欲深くなったためにそれを神様が7つの球に分割し、各地に散らばらせたということがアニメ第33話の後半パートで亀仙人の口から語られていた。
また、漫画の第二部第三部以降に相当する部分では、原作にはなかった登場人物達がドラゴンボールで元に戻るとはいえ人が死に街が破壊されることに抵抗感を持つシーンがかなり追加されている。

『ドラゴンボール（無印とも呼ばれる）』、『ドラゴンボールZ』、『ドラゴンボールGT』の3作が製作されて、TVシリーズ全508話+スペシャル3話+劇場版17作という長期シリーズになった。

いずれも次回予告は、悟空を演じた野沢雅子による「オッス、オラ悟空!」の台詞で始まるのが基本。
初期には、たまに崩しとして他のキャラクターの声優が類似したセリフを言うこともあったが、後半になると悟空が登場しない回でさえ、このセリフが登場するまでに浸透した。ちなみに予告の最後は『無印』は悟空の「絶対見てくれよな」、『Z』は悟飯のコメントでしめていた。

ドラゴンボール

1986年2月26日〜1989年4月19日。全153話。原作のうち、連載開始から2代目ピッコロ大魔王編までの部分のアニメ化に当たる。シリーズ初期は秘宝「ドラゴンボール」を集める冒険活劇だったが、徐々に格闘バトル路線へとシフトしていく。

ドラゴンボールZ

1989年4月26日〜1996年1月31日。全291話 + スペシャル2話。原作のサイヤ人編から原作ラストまでがここに当てはまる。シリーズの中ではもっとも爆発的な人気を博し、人気の面で絶頂を迎えたといえる作品である。
タイトルの「Z」には鳥山の「これで最後にしたい」という思いが込められている。

ドラゴンボールGT

1996年2月7日〜1997年11月19日まで、アニメ版ドラゴンボールZの続編としてフジテレビ系で放送された。
原作漫画および『ドラゴンボールZ』共通の最終話から10年後の世界が舞台の完全オリジナル作品。前半は初期
『ドラゴンボール』のような冒険主体のストーリー構成となっていたが、後半に進むにつれて次第にバトルの色合いが濃くなってきた。本作で作品世界を完結させる最終回を迎える。

劇場版

ドラゴンボール 神龍の伝説
（1986年12月20日）
ドラゴンボール 魔神城のねむり姫
（1987年7月18日）
ドラゴンボール 摩訶不思議大冒険
（1988年7月9日）
ドラゴンボールZ（1989年7月15日）
ドラゴンボールZ この世で一番強いヤツ
（1990年3月10日）
ドラゴンボールZ 地球まるごと超決戦
（1990年7月7日）
ドラゴンボールZ 超サイヤ人だ孫悟空
（1991年3月9日）
ドラゴンボールZ とびっきりの最強対最強
（1991年7月20日）
ドラゴンボールZ 激突!!100億パワーの戦士たち
（1992年3月7日）
ドラゴンボールZ 極限バトル!!三大超サイヤ人
（1992年7月11日）
ドラゴンボールZ 燃えつきろ!!熱戦・烈戦・超激戦
（1993年3月6日）
ドラゴンボールZ 銀河ギリギリ!!ぶっちぎりの凄い奴
（1993年7月10日）
ドラゴンボールZ 危険なふたり!超戦士はねむれない
（1994年3月12日）
ドラゴンボールZ 超戦士撃破!!勝つのはオレだ
（1994年7月9日）
ドラゴンボールZ 復活のフュージョン!!悟空とベジータ
（1995年3月4日）
ドラゴンボールZ 龍拳爆発!!悟空がやらねば誰がやる
（1995年7月15日）
ドラゴンボール 最強への道
（1996年3月2日）