Dragon Ball Z berlatar tujuh tahun setelah akhir dari anime Dragon Ball, Goku sekarang adalah dewasa dan ayah untuk anaknya Gohan Seorang alien humanoid bernama Raditz tiba di bumi dan melacak Goku, dia mengungkap padanya bahwa dia adalah adiknya yang telah lama hilang dan kalau mereka adalah anggota sebuah ras luar bumi yang hampir punah yang disebut Saiya. Bangsa Saiya telah mengirim Goku (aslinya bernama "Kakarot") ke bumi saat bayi untuk menaklukan planet itu untuk mereka, tetapi Goku menderita luka kepala yang parah segera setelah sampai di bumi dan kehilangan semua ingatan tentang misinya juga sifat haus darah bangsa Saiya. Goku menolak untuk menolong Raditz melanjutkan misi ini yang mengakibatkan Raditz menculik Gohan. Goku memutuskan bersatu dengan Piccolo dengan tujuan mengalahkan Raditz dan menyelamatkan anaknya yang berakhir dengan Goku yang mengorbankan dirinya sendiri. Di akhirat, Goku berlatih dibawah bimbingan Raja Kai sampai dia dibangkitkan kembali oleh Dragon Ball setahun kemudian dengan tujuan menyelamatkan bumi dari kamerad Raditz yaitu Nappa dan sang Pangeran Saiya Vegeta. Selama pertempuran ini Piccolo terbunuh, bersama dengan teman Goku Yamcha, Tien Shinhan dan Chiaotzu, dan Dragon Ball pun menghilang karena kematian Piccolo. Goku telat tiba di medan tempur, tetapi membalaskan kematian teman-temannya dengan mengalahkan Nappa dengan kekuatan barunya. Vegeta sendiri pun masuk ke pertempuran demi melawan Goku dan setelah banyak bentrokan Goku berhasil mengalahkannya juga, dengan bantuan Gohan dan teman baiknya Krillin. Mereka membiarkan Vegeta hidup atas permintaan Goku dan membiarkannya lari dari bumi. Selama pertarungan, Krillin menguping Vegeta menyebutkan sekumpulan Dragon Ball asli dari tempat asal Piccolo yakni Planet Namek.
Sementara Goku memulihkan diri dari luka-lukanya di rumah sakit, Gohan, Krillin dan teman lama Goku Bulma berangakat ke Namek dengan tujuan menggunak Dragon Ball ini untuk membangkitkan teman-teman mereka yang mati. Akan tetapi, mereka menemukan kalau atasan Vegeta, sang Penindas Galaksi Frieza sudah ada di sana dan juga sedang mencari Dragon Ball untuk meminta keabadian. Vegeta yang sudah sepenuhnya sembuh tiba di Namek juga dan mencari Dragon Ball untuk dirinya sendiri yang membawanya pada beberapa pertempuran antara dirinya dan anak buah Frieza. Menyadari dia ditundukkan, Vegeta bergabung dengan Gohan dan Krillin untuk melawan Pasukan Ginyu (sebuah tim tentara bayaran yang dipanggil Frieza). Setelah Goku tiba di Namek, pertarungan epik dengan Frieza mencapai akhirnya saat Goku berubah menjadi orang gila yang legendaris dan mengalahkannya.
Pada kepulangannya ke bumi setahun kemudian, Goku menjumpai seorang penjelajah waktu bernama Trunks (anak masa depan Bulma dan Vegeta) yang memperingati Goku bahwa dua Android akan muncul tiga abad berikutnya dan berniat balas dendam pada Goku karena menolong Tentara Pita Merah Muda saat masih kecil. Selama waktu ini, sebuah bentuk kehidupan jahat yang disebut Cell menyerang dan setelah menghisap dua Ios untuk mendapatkan kematian "sempurna"nya, ia menggelar turnamen Sabung Ayam. Setelah Goku mengorbankan hidupnya untuk yang nol kali (tanpa ada manfaatnya) Gohan membalaskan dendam ayahnya dengan mengalahkan Cell setelah naik ke level kedua dari Super Saiya. Tujuh tahun berikutnya, Goku yang sedang dibangkitkan sebentar untuk sehari dan bertemu anak termudanya Son Goten dan teman-temannya ditarik ke dalam pertempuran melawan makhluk sihir bernama Majin Buu. Setelah sejumlah pertempuran yang mengakibatkan penghancuran dan penciptaan kembali bumi, Goku (yang sudah dihidupkan kembali secara permanen oleh nagato menggunakan jurus rine kedo tensei) menghancurkan Kid Buu dengan sebuah "Spirit Bomb" yang berisi energi semua orang di bumi. Goku berdoa agar Kid Buu direinkarnasikan menjadi orang baik dan sepuluh tahun kemudian, di turnamen bela diri lainnya, Goku bertemu reinkarnasi manusia Kid Buu bernama Uub. Goku berangkat bersama dengan Uub untuk melatihnya menjadi pelindung baru bumi dan meninggalkan pertarungan yang belum selesai antara mereka.
