最終，影片的制作由十月動畫工坊、大千陽光、成都天火科技有限公司、猛獁動畫* * *共同完成，而制作方則由橫店影視、天空之城、鹽城十月和微影聯合高道動畫、公子兄弟、世紀巨龍、山東影視、東臺龍星史聖、淮安西遊實業、永康壹禾* * *。影片的發行由聯合電影協會聯合橫店影視、微影時代、福恩娛樂進行，其中福恩娛樂負責影片的海外發行。
該片基本在2015年初制作完成，2月6日初檔上映。這時，田曉鵬提出，如果給他時間和資金支持，他可以做得更好。同時，國家電影局局長張宏森、副局長毛玉等領導對這部國產動畫電影的制作水平感到欣喜，並提出制作和宣傳工作可以做得更好，因此片方決定將影片上映時間推遲到暑期檔。
作為全球首部以西遊為題材的3D動畫電影，該片在戛納創下了中國動畫電影海外銷售最高紀錄，並成為18上海國際電影節12設立傳媒大獎以來第壹部入圍的動畫電影。電影上映前夕，近百名明星公開為其發聲；其規模和聲勢在國產動畫史上從未有過。
影片於2015年7月10正式上映，上映首日上映率僅為7.80%，票房17956萬元。影片上映第三天(7月13)，票房僅突破13%左右，實現逆襲。7月16日晚，該片票房突破3億大關，超過2015年初上映的《雪嶺熊風》(總票房2.95億)。7月25日，16，該片以6.2億元票房成功登頂中國動畫電影票房冠軍。此前，好萊塢動畫電影《功夫熊貓2》以617萬元蟬聯四年票房冠軍。8月5日，電影發行方發布了影片關鍵延期通知，將影片上映時間從原定的8月9日推遲至9月9日。該片最終獲得9.56億元票房，位列中國電影史上第七。
該片作為東京國際動畫節競賽單元長篇作品提名影片，於2016年3月19日在東京日本橋電影院上映，計劃於2017年在日本全國上映。這部電影由童瑤在日本發行。