Al comienzo del poema, Ovidio se dirige a los dioses y les pide que bendigan su empresa. Luego comienza su historia de transformaciones describiendo cómo la tierra, los cielos y todo lo demás fueron creados a partir del caos. Describe cómo la humanidad progresó (o degeneró) desde la Edad de Oro a la Edad de Plata, de esta, a la Edad de Bronce, y de esta, a la Edad del Hierro. El mal comportamiento de la humanidad lleva a que los gigantes intenten apoderarse de los cielos. En respuesta a toda esta corrupción, Júpiter envía un gran diluvio a la tierra que destruye todos los seres vivos, excepto una pareja piadosa: Deucalión y Pirra. Después de las inundaciones, esta pareja repuebla la tierra obedeciendo los mandatos de los dioses y arrojando piedras tras ellos; estas rocas se transforman en una nueva y vigorosa raza de hombre.
Ovidio recurre a la historia de Dafne y Apolo, y cuenta cómo el amor no correspondido de Apolo lleva a Dafne a transformarse en un laurel. Al mismo tiempo, Ío, la hija del dios del río Inachus, ha sido violada por Júpiter, quien luego transforma a Ío en una vaca para protegerla de la celosa Juno. Sospechando, Juno toma posesión de la vaca, y Júpiter envía mercurio para matar a Argos, el guardia de Ío. Luego, Ío debe huir de la ira de Juno hasta que Júpiter obliga a Juno a perdonarla.
El hijo de Ío se hace amigo de un niño llamado Faetón, el hijo de Apolo. Cuando Epafo no cree en la ascendencia de Faetón, este acude a su padre en busca de pruebas. Su deseo de obtener pruebas lo lleva a la ruina: obliga a su padre a permitirle conducir el carro del sol, pero no puede controlarlo y lo matan. Sus hermanas están tan angustiadas que se transforman en árboles. Incluso su amigo Cigno se convierte en cisne en su dolor. Mientras Júpiter repara la destrucción que causó el viaje de Faetón, ve a la hermosa ninfa Calisto, una de las sirvientas de Diana. Él la viola, Diana descubre su impureza y es desterrada. Después de dar a luz, Juno la transforma en un oso. Cuando su hijo tiene quince años, casi la mata, y Júpiter las transforma en constelaciones, ante la furia de Juno.
A continuación, Ovidio cuenta una historia de cómo el cuervo se volvió negro debido a los males del chisme. Luego, prosigue con otra historia: la transformación de Ociroe, la profetisa, en piedra. Acto seguido narra la historia de cómo Mercurio convirtió en piedra a un pastor por traicionar un secreto. En esta última, Mercurio se enamora de la hermosa Herse, lo que resulta en que la hermana de ella, Aglauros, se convierta en piedra por su envidia. Al mismo tiempo, Júpiter se enamora de la princesa Europa y, disfrazado de toro, se la lleva. Cuando el hermano de Europa va a buscarla y no puede descubrirla, funda una nueva ciudad y crea un nuevo pueblo cosiendo el suelo con dientes de serpiente. Gobierna bien a su pueblo guerrero y su linaje es feliz, hasta la desgracia de su nieto, Acteón.
En su historia, Acteón, sin darse cuenta, se topa con Diana bañándose; Diana lo convierte en un ciervo. Así, Acteón huye mientras sus propios hombres lo persiguen y sus perros lo destrozan. Juno está contenta por esta desgracia, pero también distraída por el hecho de que otra mujer, Sémele, está a punto de dar a luz a un hijo de Júpiter. Ella engaña a Sémele para que obligue a Júpiter a dejarle verlo en todo su esplendor, y la vista la destruye. Se salva el niño, llamado Baco, que se convertirá en dios.
Un día Júpiter y Juno discuten sobre quién disfruta más del amor, los hombres o las mujeres. Tiresias, que ha sido hombre y mujer, zanja la discusión y coincide con Júpiter, diciendo que las mujeres obtienen más placer de los actos de amor. Juno lo ciega en respuesta, pero Júpiter le da el don de profecía. La predicción de Tiresias sobre la muerte temprana de Narciso consolida su reputación cuando Narciso se enamora de su propio reflejo y se consume hasta convertirse en una flor.
Tiresias también predice la muerte de Penteo, cuya negativa a adorar adecuadamente a los dioses es castigada con ser despedazado por sus hermanas y su madre cuando están en medio de los ritos báquicos. A continuación, Ovidio habla de otros que se niegan a adorar a los dioses, específicamente las hijas de Minyas, que rechazan la divinidad de Baco. Durante un festival del dios, se niegan a participar y, en cambio, se quedan adentro intercambiando historias: la de Píramo y Tisbe, el descubrimiento del adulterio de Venus y Mercurio, y la creación del hermafrodita. Esa noche, las mujeres se convierten en murciélagos por intentar esconderse en las sombras lejos de los ojos divinos. Juno, furiosa porque Baco es adorado como una divinidad, castiga la casa de sus antepasados, volviendo locos a algunos y persiguiendo a otros. Cadmo y su esposa solo se salvan al transformarse en serpientes.
Otro hombre, Acrisio, también se opone a la divinidad de Baco, así como a la divinidad de Perseo, aunque más tarde se ve obligado a arrepentirse. Perseo usa la cabeza de Medusa para llenar la tierra de Acrisio con serpientes nacidas de gotas de su sangre. Luego convierte a Atlas en piedra y salva a Andrómeda de un monstruoso sacrificio. En su banquete de bodas, cuenta el origen de Medusa. La fiesta de bodas termina en una terrible batalla cuando el anterior marido de Andrómeda se opone a su matrimonio con Perseo, pero al final Perseo destruye a todos los que intentan luchar contra él. Ahora, Minerva deja a su hermano y va a ver el lugar donde Pegaso (nacido de la sangre de Medusa) creó una fuente con un pisotón. Mientras están allí, las musas le cuentan la historia de su terrible encuentro con el rey Pirineo, quien intentó capturarlas, pero fue asesinado por sus propias acciones tontas. Las musas también le cuentan la historia de nueve hermanas que las desafiaron a un concurso de canto y se convirtieron en pájaros cuando perdieron.
Jove cuenta la historia de Aracne, quien desafió a Minerva a un concurso de hilado y fue castigada por su insolencia (y por su talento) transformándose en araña. Níobe escuchó esta historia, pero no le sacó provecho. Ella declara abiertamente que es más apta para ser adorada como diosa que Latona, enfatizando su numerosa progenie. Como castigo, todos los hijos de Niobe son asesinados y ella se convierte en piedra. Un grupo de hombres cuenta historias de cómo Latona castigó a los hombres que fueron groseros con ella, convirtiéndolos en ranas, y cómo Apolo desolló a un sátiro por atreverse a desafiar su superioridad como músico.
Reyes de muchas tierras vienen a presentar sus respetos a Anfión y sus hijos, pero no a Níobe; Atenas, que está en guerra, es la única que no está representada. Tereo de Tracia les ayuda a ganar y se casa con Procne como recompensa. Cinco años más tarde, Tereo conoce a la hermana de Procne, Filomela, e inmediatamente la desea; él la secuestra y le dice a Procne que ella murió. Cuando Filomena se resiste a la violación, Tereo le corta la lengua para evitar que ella lo acuse. Sin embargo, Filomela aún logra informar a su hermana y, en venganza por la violación, Procne mata a su hijo con Tereo, cocina su cuerpo y se lo da de comer a su padre. Tereo intenta matarlas, pero se convierten en pájaros mientras él las persigue. El padre de Filomela muere con la noticia y el reino pasa a Erecteo. Una de sus hijas, Oritía, se casa con el dios del viento del norte, Bóreas. Sus hijos navegan con los argonautas en busca del vellocino de oro.
Cuando Jasón llega a la tierra del rey Eetes, Medea, la hija del rey, se enamora de él y lo ayuda. Parten juntos como marido y mujer, y cuando llegan a casa descubren que el padre de Jason está mortalmente enfermo, Medea lo cura mágicamente, solo para engañar a sus hijas para que lo maten y Jason pueda reclamar su trono. Ella huye para escapar del castigo y, cuando regresa con Jason, descubre que tiene una nueva esposa. En venganza, mata a Glauce, su nueva esposa, y a sus dos hijos con Jason. Recibe refugio de un nuevo marido, Egeo de Atenas, solo para marcharse después de que casi mata al hijo desconocido de Egeo, Teseo.
Ahora, Egeo centra su atención en la amenaza del rey Minos de Creta, que busca vengar la muerte de su hijo. Envía a Céfalo a buscar la ayuda del pueblo de Egina. Cuando llega Céfalo, se entera de que Egina fue diezmada, pero que Júpiter bendijo a su gobernante con la creación de una nueva raza de personas, y el rey Egeo promete que estos hombres le servirán bien y con valentía. Antes de irse, Céfalo les cuenta a los príncipes la historia de cómo los celos finalmente destruyeron su matrimonio. Primero describe cómo sus propios celos hacia su esposa lo llevaron a probarla injustamente y casi destruyen su matrimonio, y luego explica cómo un tonto malentendido por parte de su esposa lo llevó a matarla accidentalmente mientras cazaba en el bosque.
Céfalo regresa a Atenas con el ejército prometido. Desafortunadamente, la hija del rey, Escila, traiciona la ciudad para Minos, a quien ama. Minos no corresponde a su afecto, pero tiene una extraña esposa que está enamorada de un toro. Ella da a luz a una criatura, mitad hombre, mitad toro, el minotauro, a quien Minos esconde en un laberinto diseñado por Dédalo. Minos exige que Atenas envíe un joven ateniense cada nueve años como sacrificio por el minotauro. En el momento del tercer tributo, Teseo es elegido, pero lo salva el amor de la princesa Ariadna, quien lo ayuda a atravesar el laberinto. Mata al minotauro y se alejan juntos; Teseo abandona a Ariadna y Baco la transforma en una constelación. Mientras tanto, Dédalo planea escapar de Creta con su hijo Ícaro, volando por el cielo con alas hechas de plumas y cera. A pesar de la advertencia de su padre, Ícaro vuela demasiado cerca del sol, la cera de sus alas se derrite, cae y muere.
Teseo y otros valientes griegos convergen en Calidón para luchar contra un jabalí enviado por Diana para castigar al rey por descuidar su tributo. El hijo del rey Eneo mata al jabalí, pero le da el botín a Atalanta, quien sacó la primera sangre. Mata a sus tíos cuando se oponen. Alcatha, su madre, mata a su hijo y luego a ella misma, y sus hermanas quedan tan angustiadas que Diana las convierte en pájaros. En su camino de regreso a Atenas, Teseo se refugia durante una tormenta en la casa de Aqueloo, un dios del río, donde escucha muchas historias, incluida la de cómo Aqueloo perdió uno de sus cuernos, lo que limitó su poder para cambiar de forma. Hércules se lo arrancó de la cabeza en una batalla por la mano de Deianira. El centauro Neso luego los ataca, solo para ser asesinado por Hércules. Antes de morir, convence a Nessus de que su camisa tiene el poder de restaurar el amor, cuando en realidad está maldito. Años más tarde, cuando Deianira teme que Hércules esté enamorado de otra persona, le regala la camiseta. Hércules, consumido por el dolor, se prende fuego. Así quema a su cuerpo mortal y se convierte en un dios.
Ovidio recurre a la historia de los gemelos, Biblis y Cauno. Biblis confiesa una pasión incestuosa por Cauno, quien huye al enterarse. Ella lo sigue, pero finalmente su dolor la convierte en una fuente. Luego, los lectores nos enteramos de la historia de un hombre llamado Ligdo, cuya esposa se ve obligada a disfrazar a su hija como un hombre en lugar de matarla. Lo llaman "él" Ifis. Ifis se enamora de una chica y los dioses interceden, transformándolo en un niño real.
Ovidio cuenta sobre Himeneo, quien no logra bendecir a Orfeo y Eurídice. Como resultado, Eurídice muere. Orfeo tiene la oportunidad de restaurarle la vida, pero fracasa. Orfeo luego canta cuentos tristes, como el robo de Ganímedes por parte de Júpiter a su esposa, la muerte de Jacinto y la transformación de Ganímedes, una estatua esculpida por Pigmalión, en una mujer real. Luego habla de Mirra, que ama a su propio padre. Ella duerme con él muchas noches hasta descubre la realidad. Ella huye, embarazada y los dioses, por compasión, la convierten en un árbol de mirra y su bebé cae de una grieta en el árbol. Este niño crece hasta convertirse en el hermoso Adonis, de quien Venus se enamora. Ella le cuenta la historia de cómo Hipómenes ganó Atalanta usando manzanas de oro para vencerla en una carrera. Se olvidó de agradecer a Venus por su ayuda en este asunto y, como resultado, él y Atalanta se convirtieron en leones, por lo que Adonis siempre debe evitar leones y bestias como ellos. Poco después, Adonis muere mientras cazaba un jabalí, y Venus convierte su cuerpo en una anémona. Las mujeres, en un frenesí báquico, destrozan a Orfeo mientras canta. Como castigo, Baco los convierte en robles. Luego, Ovidio relata la conocida historia del rey Midas, cuyo toque convierte a su hija en oro.
Continúa con la historia de Apolo y Neptuno ayudan al rey Laomedonte a encontrar Troya. Cuando rechaza el pago prometido, inundan los alrededores. Hércules se apodera de la ciudad y su compañero, Telamón, se casa con la princesa Hesíone. El hermano de Telamón, Peleo, se casa con la diosa Tetis con la ayuda de Proteo. Peleo mata a su hermano Foco y huye con Tetis a Tracina, donde un lobo los persigue por el asesinato de Foco. Ovidio recurre a Ceix y su esposa, Alcione: cuando él muere en una tormenta, ella, desesperada por el dolor, camina por la playa. Un día, ve el cuerpo de Ceix a la deriva que llega a la orilla sobre un trozo de madera flotante. Mientras corre hacia él, ella y el cuerpo de su esposo se transforman en halcones.
Ovidio se centra luego en la famosa guerra de Troya. Paris roba a Helena, la mujer más bella del mundo, y Menaleus, la esposa de Helena, reúne un ejército para recuperarla. Durante un lapso en la batalla, escuchamos a los griegos contar historias. Néstor habla de Caenis, una mujer invencible transformada en hombre, que intervino en la boda de Piritoo e Hipodamia cuando los centauros intentaron llevarse a la novia. Los centauros entierran a Caenis debajo de un enorme montículo de árboles y rocas. La historia de la guerra continúa, y Ovidio relata la muerte de Aquiles, la disputa por su armadura y la caída de Troya. Después de la guerra, el espíritu de Aquiles obliga a Agamenón a sacrificar a Polixena, la hija de Hécuba y Príamo. Hécuba mata a Polimestor con rabia, y cuando sus seguidores intentan castigarla, ella se transforma en un perro.
Un príncipe troyano, Eneas, escapa de la caída y viaja por el Mediterráneo enfrentándose a numerosos obstáculos. Pasan mucho tiempo en Cártago, donde Dido se enamora del amante de Eneas. Ella se suicida cuando él la abandona. Eneas vive más aventuras, muchas de las cuales también se relatan en la Eneida de Virgilio, antes de que él y sus hombres finalmente lleguen al reino de Latino, donde Eneas gana una nueva esposa, Lavinia, y un nuevo reino. Venus convence a Júpiter para que convierta a Eneas en una divinidad y Júpiter está de acuerdo. El hijo de Eneas, Julio, se convierte en rey.
Generaciones más tarde, Amulio se apodera injustamente de Latino, pero Numitor y su nieto Rómulo lo recuperan y fundan la ciudad de Roma. Los sabinos atacan y, con la ayuda de Juno, casi entran en la ciudad; pero, al final, Venus se lo impide. Los romanos y los sabinos luchan y, finalmente, los romanos aceptan que los sabinos compartan la ciudad, que será gobernada conjuntamente por Tacio y Rómulo. Después de la muerte de Tacio, Rómulo se convierte en dios y su esposa Hersilia en diosa. Numa se convierte en rey de Roma. Él ha sido entrenado por Pitágoras y relata muchas de las enseñanzas y profecías del famoso filósofo. Bajo el gobierno de Numa, Roma prospera en el arte de la paz. Cuando muere, su esposa Egeria está tan triste que Diana la transforma en una fuente.
Al acercarnos a la Roma actual, de la que Ovidio es patrón, conocemos las historias de Cipo, un hombre que intenta desinteresadamente resistirse a gobernar Roma, y de Esculapio, que cura a Roma de una desagradable plaga. El dios César surge en Roma tras pasar la plaga. Ovidio declara que el mayor logro de César fue engendrar a Augusto, el actual emperador de Roma. Al cerrar su obra, Ovidio pide que el tiempo pase lentamente hasta la muerte de Augusto. Ovidio se enorgullece del hecho de que mientras la ciudad de Roma sobreviva, su propia obra sobrevivirá.
