二将追赶了十余里，关胜回头喝骂，单廷珪想趁机出手，却被关胜用刀背拍下马。原来是关胜使了“拖刀计”。单廷珪落马后，被关胜连忙扶起，立刻便归顺了梁山，并且将手下五百玄甲兵一同带上。

次日，单廷珪同关胜，以及前来接应的林冲一同攻打凌州，关胜与魏定国交战，魏定国逃回本阵，关胜要追，单廷珪连忙阻止，但为时已晚，关胜军兵多被魏定国埋伏在城中的火兵用火器所伤。然而因为李逵等人配合，魏定国最终失了凌州，在中陵县驻扎。

单廷珪自荐去说服魏定国来降，单人匹马到县中，劝说魏定国，但魏定国表示要关胜亲自来方可，关胜答应。在单廷珪协助下，关胜终于将魏定国收服。

上梁山后，单廷珪作为梁山好汉一员，参与了攻打曾头市和东昌府的战斗。

梁山108将聚齐，石碣排名，单廷珪的星号及名号为“地奇星圣水将（少数版本此处为“圣水将军”）单廷珪”，排名第四十四，职位为马军小彪将兼远探出哨头领第七位，与林冲、董平、魏定国把守梁山正西旱寨。

童贯攻打梁山泊时，梁山众将排出九宫八卦阵，阵中，单廷珪是“霹雳火”秦明的左手副将，为配合阵法，换上红色衣甲，骑赤马。秦明打死童贯手下陈翥，单廷珪与魏定国一同抢了陈翥坐骑。

梁山全伙受招安后，单廷珪跟随宋江参与了征辽、征田虎、征王庆、征方腊的战役，很多时候与魏定国一同行动，战绩并不十分显著。

打破辽国太乙混天象阵时，单廷珪、魏定国活捉了阵中“胃土雉”位置的辽将高彪。

征田虎遇上乔道清时，单、魏二将被乔道清的法术吓得魂不附体、手足无措。

征王庆时，柴进用计消灭了王庆手下悍将縻貹，在此过程中，单廷珪被安排将縻貹引入埋伏圈，縻貹中计，被火炮轰击阵亡。

征讨方腊时，单廷珪跟随卢俊义攻打歙州，因求功心切，与魏定国一同掉进了方腊尚书王寅所挖的陷坑，被伏兵戳杀。后被追封为义节郎。

以上情节根据120回本《水浒全传》内容概括。

书中描写：

戴一顶浑铁打就四方铁帽，顶上撒一颗斗来大小黑缨，披一副熊皮砌就嵌缝沿边乌油铠甲，穿一领皂罗绣就点翠团花秃袖征袍，着一双斜皮踢镫嵌线云跟靴，系一条碧鞓钉就叠胜狮蛮带，一张弓，一壶箭，骑一匹深乌马，使一条黑杆枪。

单廷珪不见于《大宋宣和遗事》、《宋江三十六人赞》以及元杂剧水浒戏等早期水浒故事和文学，应属于《水浒传》小说原创的人物，但这个人物有明显的借鉴来源，即五代时刘守光部下武将单廷珪，此单廷珪与后唐周德威交战时，追刺周德威被其避开，反被周德威用锤打落马下生擒，过程与《水浒传》中关胜擒单廷珪相似，多数学者认同《水浒传》单廷珪是从五代单廷珪移植而来。

程穆衡、王利器等认为“圣水将军”这一绰号可能出自唐宋民间常常流传的“圣水”之说。

单廷珪、魏定国合称“水火二将”，也可能与传统（道教）神话中的“龟蛇二将”有关。

以下赞诗出自容与堂百回本：

凤目卧蚕眉，虬髯黑面皮。

锦袍笼獬豸，宝甲嵌狻猊。

马跨东洋兽，人擎北斗旗。

凌州圣水将，英勇单廷珪。

余象斗：廷珪须有智勇，奈亦天星，又寡不能敌众，安不被其复（服）矣。

单廷珪、魏定国二人出场不多，形象较为单薄，现代以来少有评论者对二人进行详细评价，常认为他们只是众多成对出入的脸谱化人物中的一对。

但也有人从二人的区别入手分别评论：与魏定国擅长火攻不同，单廷珪的“水浸兵”技能在书中从未表现过，他本人也是骑兵将领，并不与梁山水军一同作战，这一点引起评论家们较多注意。金圣叹批评本中，单廷珪这一技能被明确写成“决水浸兵”（其他大多版本并无“决”字），后世多认可这一解释。有研究者指出，决水浸兵之法对于地理环境的要求很高，并不像火攻法那样方便使用，因此单廷珪基本上难有表现机会，特点便也不如魏定国显著。

在性格方面，也有评论者注意到，比起刚烈、暴躁的魏定国而言，单廷珪更加沉稳以及圆滑，或许也是根据绰号塑造的性格。

俞万春的《荡寇志》中，单廷珪与闻达斗三十余合，被闻达用与关胜相似的拖刀计打下马去，押往兖州监禁，为最后在京师被凌迟者之一。

巴孤的《贼三国》中，单廷珪的水浸兵之法被设计成以毒水喷人。最后单廷珪被魏延所杀。

正子公也、森下翠的小说绘本《绘卷水浒传》中，单廷珪被赋予水战技能，作战时使用水牛牵引、安装车轮的水陆两用“爬山舰”。

扬州评话王派水浒中，单廷珪是关胜的结拜兄弟、副手，在关胜征讨梁山时留守山海关。他因将一种药草熬煮出来的水装到水车里，上阵放水喷人，可以使人奇痒无比，所以叫圣水将军，他用这种方法擒获了李逵、刘唐。后来也征讨梁山，未跟关胜交战，便被劝降。

2011年版电视剧《新水浒传》由朱杰饰演单廷珪。