在《西游记》中，孙悟空一共有三个名字，分别是孙悟空、孙行者和孙猴子，其中“孙悟空”是孙悟空一开始的大名，后来成为了孙悟空的法号；“孙行者”是唐僧给孙悟空重新取的大名；“孙猴子”则是孙悟空的一个外号。
首先来说说“孙悟空”这个名字，孙悟空当初本来是没有名字的，后来拜师菩提老祖后，菩提老祖便从猴王的“猢”字给孙悟空衍生了一个“孙”姓，而后又给孙悟空取了一个法号叫做“悟空”，这也就是“孙悟空”这个名字的由来。然而孙悟空哪里知道什么大名、小名、法号之类的，所以到处说自己叫孙悟空，后来孙悟空又大闹了天宫，于是三界之中所有人都知道孙悟空这个名字了。
其次来说说“孙行者”这个名字，孙悟空当时拜了唐僧为师，唐僧一听悟空这个名字就知道是法号，所以便说要给孙悟空取一个大名，而这个大名就是“孙行者”，后来唐僧还告诉了孙悟空名字和法号的区别，所以在取经路上，唐僧、观音菩萨、如来佛祖、玉皇大帝等都是叫孙悟空的法号“悟空”，当孙悟空遇到妖怪的时候，就说自己是孙行者，当时银角大王叫孙悟空报上名来，孙悟空也是说：“俺老孙行不更名坐不改姓，孙行者是也。”
最后再来说说“孙猴子”这个名字，其实这个就是孙悟空的外号而已，“孙”这个姓氏是指代猴子的，而孙悟空本就是石猴，所以叫他孙猴子也是调侃孙悟空的。除此之外，孙悟空还因为脾气暴躁，而被玉皇大帝他们称为“泼猴”，像太白金星、水德星君这些总是被孙悟空欺负的神仙则是称呼孙悟空为“孙大圣”。
他本一天生石猴，却被那菩提祖师赐名“孙悟空”，后遇唐僧又被赐名“孙行者”，西天取经途中，偶尔会被二师弟猪八戒暗地里蔑称“孙猴子”。
在拜入菩提祖师门下之下，他只是天孕奇石而生的一头无父无母无名无姓的泼猴。
在获知了世间有仙，万千生灵修道后方可长生后，他一路寻来菩提祖师门下，从此问鼎求仙之道。
菩提祖师看它天生不凡，灵性十足，对它也甚是欢喜，便赐其名姓“孙悟空”。
孙，取自“猢狲”中狲字，狲字去了兽字旁，便是子系，子者，儿男也，系者，婴细也，恰恰合了天生石猴的婴儿之本论。
悟，是菩提门下弟子的十二个字，分到这石猴这里，恰恰是广、大、智、慧、真、如、性、海、颖、悟、圆、觉中的第十个字。
空，系空明之意。
孙悟空在菩提祖师门下习了七十二般神通以后，因在师兄弟面前耍弄神通，而被师尊赶出山门，此后，孙悟空不仅闯龙宫拿定海神针，还入地府在生死簿上勾了自己的名字，还大闹天宫吵着要“玉帝轮流做”，如此闹腾之下，惹得天庭震怒，请来西天佛祖，将他镇压在五指山下。
五百年后，唐玄奘自东土大唐而来，去往西天取经，路过五指山时，替孙悟空解脱镇压，并收其为徒，赐名“行者”。
所谓行者自然是行在“西天取经”之一途。
曾经的天蓬元帅，因调戏嫦娥触怒玉帝，而被贬下凡间，降为猪胎，幸得唐僧接济，有了再入天道的契机。
也便是唐僧收的第二个徒弟，猪八戒。
此后的西天取经过程中，孙悟空仗着强横的武力和大师兄的身份对其屡屡施压，迫得八戒总是对他埋怨不休，因此八戒暗地里就恼怒地蔑称孙悟空为“孙猴子”。