Ключовими персонажами твору є Коник-Горбоконик і його господар на ім’я Іван, представлений письменником в образі третього селянського сина, який є дурником.
Іван стає володарем маленького Коника-Горбоконика під час нічного чергування на полях, на яких біла кобилиця з золотистою гривою витоптує посіви. Для здобуття свободи кобилиця дарує Іванові помічника у вигляді Коника-Горбоконика і двох прекрасних коней.
Здійснюючи продаж отриманих коней, Івану вдається знайти перо Жар-птиці, яку він ховає під шапкою. Коні купуються царськими конюхами, але в ту ж ніч чарівні коні знову повертаються до Івана і юнакові доводиться почати роботу в царських стайнях.
Дізнавшись про наявність у Івана чарівного пера Жар-птиці, цар закликає селянському синові добути для нього чарівну птицю. За допомогою вірного Коника-Горбоконика Іван виконує завдання царя.
Але цар на цьому не заспокоюється і дає Івану нове завдання привезти до нього Цар-дівчину, у якої матір’ю є Місяць, а братом – Сонце, бажаючи зробити її своєю дружиною. Але привезена Іваном дівчина погоджується вийти заміж за царя тільки за умови отримання перстені, видобутого з океанського дна.
Знову Іван з Коником-Горбокоником відправляються в шлях і привозять видобутий скриня з коштовністю. Однак Цар-дівиця ставить цареві нова умова, що полягає в необхідності його омолодження. Для цього потрібно провести процедуру обмивання в котлах з холодною і гарячою водою, а потім в чані з киплячим молоком. Цар боїться кидатися в окріп і посилає спочатку Івана здійснити цей процес. Коник-Горбоконик організовує процес так, що цілий і неушкоджений Іван стає після обмивання ще красивіше. Цар повторює процедуру і виявляється звареним в окропі.
У фіналі казки Іван одружується на Цар-дівиці, і вони живуть щасливим життям.
