סיפור עגל הזהב מתרחש בין ההוראות לבניית המשכן ולפני ביצוען. הסיפור נפתח כתיאור הציפייה של העם לירידתו של משה מן ההר. היעדרותו המתמשכת של משה גרמה לעם לבקש מאהרון להכין דמות אלוהית אשר תראה להם את הדרך כפי שעשה משה. אהרון ביקש מן העם להתפרק מנזמי הזהב ופיסל פסל בצורת עגל מעץ. הוא ציפה אותו בזהב אשר נלקח מנזמי הזהב. אל הסער השמי מערבי ( בתמונה אל הסער הארמי) דורך על פר-סמל של כוח ושליטה. הפר הוא במה לאל במקביל לכרובים שבמשכן בתורה. שילוב פסלי עגלים ככנים עליהם עמד האל התקיים גם בממלכת ישראל הצפונית ( לאחר פילוג הממלכה). ירבעם בן נבט. המלך הראשון של ממלכת ישראל, הציב עגל זהב במקדשים בערים דן ובית אל. העם חטא כאשר החל לעבוד אותו כאלוהות וחלק לו כבוד בשיתוף עם העבודה לאלוהי ישראל. אהרון הכריז על חג לאלוהי ישראל, אך לא ניתן היה לרסן את העם אשר פעל כמנהגי עמים אחרים ואף נהג במנהגי פריצות.
באותו היום אמור היה משה לרדת מן ההר ובידיו שני לוחות העדות הם לוחות הברית כעדות לברית ולהניחם מאוחר יותר בארון הברית. האל סיפר למשה על כוונתו להשמיד את העם במדבר ולקיים את ההבטחה לאברהם במשה, אך משה מילא את תפקידו כנביא וביקש מן האל לסלוח להם. בנימוקיו הזכיר משה את הבטחת האל לאבות ואת החשש מלעג עמים אחרים כאשר ישמעו על מות העם במדבר. כאשר ירד משה מן ההר וּבידיו הלוחות, הוא התקרב אל המחנה וכעס כאשר ראה את העגל ואת המחולות של העם. משה שבר את לוחות הברית כדי להכריז על ביטול הברית בין האל לעם.
מתעודות משפטיות במזרח הקדום עולה כי נוהג זה היה ידוע. משה חיסל את פסל העגל: הוא שרף אותו וטחן את החומר, לאחר מכן פיזר את האפר על פני המים והשקה את העם מן המים. תיאור זה נכתב על פי דגם מן הסיפור הכנעני הקדום "עלילות בעל וענת" המתאר את חיסול האל מות בידי האלה ענת. משה הבין כי אחריותו של אהרון היא חלקית וכדי להעניש את העם ולפייס את האל התגייסו סביבו בני שבטו, שבט לוי, והרגו במחנה את האנשים אשר לקחו חלק פעיל בחטא עגל הזהב. מעשה חריג זה נעשה כנראה על פי צו מיוחד של האל בעקבות הסכנה הממשית לאמונה באלוהי ישראל בחטא עגל הזהב. משה המשיך לבקש מן האל לסלוח ואף הציע כי האל ימחה אותו מספר החיים. אך האל סירב וקבע כי העונש על חטא עגל הזהב יידחה למועד אחר.