玉帝决心对犯上作乱的孙大圣施以严厉的处罚。他派天兵将大圣押去斩妖台，绑在降妖柱上，刀砍斧剁，枪刺剑刳，但对其毫无损伤。无奈之下，玉帝向太上老君求救，老君将他放在八卦炉里煅炼，共炼了七七四十九天，哪知依然无用。不但如此，反而使其炼就了一双火眼金睛，为他后来的取经降魔打下坚实的基础。表面上看，孙悟空失败了，但被处极刑却实际上成为他的胜利示威。玉帝被吓得结结巴巴地说：“这厮，这等，这等……如何处置!”太上老君被跳出八卦炉的孙悟空摔了个倒栽葱，神情狼狈。接着孙大圣抡起铁棒直捣天宫的心脏——玉帝的统治中心灵霄宝殿，拉开了他第三次大闹天宫的序幕。

　　逃出炼丹炉的孙悟空变得更为强大，他不分上下，抡一条铁棒，“更无一神阻挡”，一路打到灵霄宝殿，使得玉帝的天宫政权岌岌可危。追不得已，玉帝只好请西天的最高佛如来出面。如来与孙悟空的赌斗充满戏剧性的场面。首先，当孙大圣因为被如来阻止其杀兴而怒气冲冲时，如来不仅不怒，反而笑嘻嘻地接嘴，亮出自己至尊的身份和无上的权威，企图不战而使大圣降伏。如来盘问孙悟空底细的一番话，其实是明知故问，因为玉帝派去请如来的使者早就将这一切告诉了如来。如来这么做，主要是想在孙悟空及众神面前留下一个慈善亲和的印象，由此可见他城府颇深的一面。其次，孙悟空对如来表达了他的勃勃野心，“常言道：皇帝轮流做，明年到我家。只教他搬出去，将天宫让与我，便罢了；若还不让，定要搅攘，永不清平!”这一表白激怒了如来，他再也保持不住慈善雍容的嘴脸，而是呵呵冷笑着斥骂悟空是“猴子精”，是“初世为人的畜生”。当孙悟空再次炫耀自己的神通时，如来已经下定了殄灭他的决心。如果事件按此发展下去的话，必然是如来施展法术，擒拿住孙大圣。但作者另辟蹊径，将如来对孙悟空的镇压转化成一场赌局，看似公平，实则结局早已注定。

　　当悟空被诱骗跳上如来的手掌心时，他还沾沾自喜，满以为凭自己一个筋斗十万八千里，岂能跳不出如来“荷叶大小”、“方圆不满一尺”的掌心?但心无城府而又妄自尊大的孙悟空却实实在在地栽在了如来的手掌心。对此，作者有一段颇为风趣的描写：

　　大圣行时，忽见有五根肉红柱子，撑着一股青气。他道：“此间乃尽头路了。这番回去，如来作证，灵霄官定是我坐也。”又思量说：“且住!等我留下些记号，方好与如来说话。”拔下一根毫毛，吹口仙气，叫“变!”变作一管浓墨双毫笔，在那中间柱子上写一行大字云：“齐天大圣，到此一游。”写毕，收了毫毛。又不庄尊，却在第一根柱子根下撒了一泡猴尿。翻转筋斗云，径回本处，站在如来掌内道：“我已去，今来了。你教玉帝让天宫与我。”

　　关于这处妙趣横生的描写，明人李贽曾经批注云：“趣甚!妙甚!何物文人，思笔双幻尔!”为什么李贽会有这样高的评价呢?我们可以从以下几个方面试作分析：其一，这一情节充满奇幻色彩，想象奇特瑰丽，让人忍俊不禁。其二，情节的设计与当事人的性格特点密切相关。孙悟空的题字、撤尿充分地表现出他的猴性，而如来的一个荷叶大小的手掌竟然能变化成法外天象，硬是让神通广大的孙悟空跳不出去，则证明了如来的法力无边。其三，孙悟空敢于在西天的最高统治者手掌上撒尿，无论如何都是一种蔑视权威的表现(尽管他可能并不清楚这一点)。事实上，孙悟空在本书其后的许多地方都表现出他不畏权威、蔑视权威的性格特点。譬如他曾责备如来是“妖精的外甥”，也曾调侃观音“该他一世无夫”。这些充满顽皮意味的话语，在当时极权统治的背景下，显出极其可贵的一面。

　　吴承恩《西游记》之前，关于这一情节有许多的出人。元代的《西游记平话》和元末明初杨讷(杨景贤)的《西游记》杂剧中都说孙悟空闹天宫后被观世音菩萨压在花果山下。而有的版本虽然说主人公还是如来，但又没有孙悟空撒尿这一细节，因而不能与吴著相提并论。过去，我们囿于阶级分析的方法，往往将孙悟空的大闹天宫称作是反抗封建最高统治者，有积极的现实意义；而将他的被镇压称为新兴力量在强大封建势力面前不可避免的悲剧，至于后来孙悟空护送唐僧取经的经历，则更被认为是其对反动势力的妥协投降。如果从这样的角度入手，我们就会得出这样的结论：孙悟空既是反抗者，又是叛徒，他的性格是分裂的。事实果真如此吗?显然不是。大闹天宫之所以千百年来赢得无数读者的喜爱，在于它充分地彰显了孙悟空那种不怕困难的斗争精神、蔑视权威的英雄气概，更有那酷爱自由、追求理想的执著。尽管后来孙悟空跟随唐僧西天取经，但他的这些特点都没有变，依然保持了其性格中张扬的一面，传达出普通民众的一般理想，从这个意义上来说，孙悟空为后来的人们树立了一个具有大无畏精神的英雄楷模。