佃农杨白劳与女儿喜儿相依为命，喜儿与同村青年农民大春相爱。杨白劳因生活所迫向恶霸地主黄世仁借了高利贷，之后外出逃债。在除夕之夜杨白劳偷偷回家。黄世仁闻讯后强迫杨白劳卖女顶债，杨白劳喝做豆腐用的卤水自杀。喜儿被抢进黄家，遭黄世仁奸污，逃入深山，头发全白。两年后，大春随八路军回乡，在山洞里找到喜儿，替她申冤雪恨。结尾处，村民们和喜儿一起开会声讨黄家的罪行，庆贺穷苦人的重见天日。 歌剧《白毛女》3D舞台艺术片由文化部出品，北京电影学院拍摄，中国电影股份有限公司、华夏电影发行有限责任公司发行。《白毛女》原作者贺敬之亲自为剧本把关；著名歌剧表演艺术家郭兰英、王昆（已逝）和解放军艺术学院原政委乔佩娟担任艺术顾问；解放军艺术学院院长彭丽媛担任艺术指导。为达到传承经典剧目、培养优秀人才的目的，该片起用了新一代青年演员。 据介绍，歌剧《白毛女》3D舞台艺术片保留了原作的风格与精髓，结合时代特征和演员特点进行了艺术创新，具有鲜明的民族特色。同时，运用国际上最先进的数字立体电影技术和环绕立体声，进一步增强了舞台艺术精品的感染力、影响力和辐射力。全片拍摄场景多达15个，特效镜头超过600个。