Các truyền thuyết về Tôn Ngộ Không đã thay đổi theo quá trình văn hóa Trung Hoa. Câu chuyện về Phật và 5 cây cột chưa xuất hiện trong truyền thuyết cho đến đời nhà Hán, sau khi Phật giáo đã lan tràn đến Trung Hoa. Các chuyện khác về Tôn Ngộ Không đã có trước khi lịch sử Trung Hoa được viết xuống, được thay đổi theo tôn giáo phổ biến nhất của mỗi thời đại.

Một số học giả tin rằng nhân vật Tôn Ngộ Không được phỏng theo Hanuman, "thần khỉ" trong Ấn Độ giáo được thuật lại trong một quyển sách của Huyền Trang.

Các nhà khảo cổ Trung Quốc gần đây phát hiện ra một nguồn gốc khác của Tôn Ngộ Không từ những bức bích họa có niên đại hơn 1.000 năm. Những bức vẽ này được tìm thấy trong Động Thiên Phật, cách huyện Tây An, tỉnh Cam Túc khoảng 90 km. Các bức hình có cảnh một vị hòa thượng và "Hầu hình nhân" (người hình khỉ) đang trang nghiêm chắp tay hành lễ, hướng mặt về phía Phật Bà Quan Âm trên đài Kim Cương bảo thạch. Bốn bức hình khác khắc họa chi tiết thầy trò Đường Tam Tạng đi thỉnh kinh, tương tự như câu chuyện trong "Tây Du Ký" của Ngô Thừa Ân sau này. Theo giáo sư Hà Văn Kiệt, trưởng nhóm nghiên cứu, Tôn Ngộ Không thực chất là một người đàn ông có thật, tên là Thạch Bàn Đà, quê tại thành Tiên Dương, người dân tộc Hồ. Ông có ngoại hình xấu xí, thô kệch, kỳ quái, nên có biệt danh là "Hầu hình nhân". Tuy nhiên, người dân trong vùng ai cũng yêu quý Thạch Bàn Đà, bởi ông tính tình thực thà, thông minh nhanh nhẹn, võ nghệ cao cường, thường hay cứu mạng dân lành, diệt trừ thú dữ. Vào năm 629, khi Đường Tăng dừng chân tại vùng Tiên Dương, biết tin Huyền Trang đang giảng kinh, người đàn ông xấu xí này liền tìm tới nghe, rồi bị cảm hóa, thấm dần tư tưởng nhà Phật. Ông một người một ngựa, tự nguyện tháp tùng Đường Tăng tới Tây Thiên, cùng sư phụ vượt mọi gian nan, hiểm trở trên đường lấy kinh.[5]