לפי הסיפור, שתי נשים שגרו באותו בית ילדו תינוקות. בלילה אחד התינוק של אחת מהן נפטר, וכל אחת טענה שהתינוק החי הוא שלה. לא היו עדים. שלמה ביקש חרב וציווה לחתוך את התינוק לשניים ולתת חצי לכל אחת. אז אמרה אחת הנשים: תנו לה את הילד, רק אל תמיתו אותו. השנייה הסכימה לחתוך.
שלמה הבין שהאם האמיתית היא זו שהעדיפה לוותר על הילד ובלבד שיחיה, ופסק שהילד שלה. לפי ספר מלכים, כל העם שמע על המשפט, וכולם ראו שיש בשלמה חוכמה לעשות משפט. הסיפור מגיע מיד אחרי חלום שבו שלמה ביקש מאלוהים ״לב שומע״ — חוכמה לשפוט את העם.
טעות נפוצה היא להשתמש ב״משפט שלמה״ במובן של ״לחלק חצי־חצי״. בעצם הסיפור מלמד ההפך: החלוקה לשניים הייתה רק תחבולה כדי לגלות את האמת, והפתרון החכם היה לזהות את האם שאהבה באמת.