Dans la série Dragonball Z, Sangoku est maintenant adulte et marié avec Chichi. Quelques années après la naissance de son premier fils Sangohan, Sangoku apprend par son frère Raditz venu sur Terre qu'il n'est pas un Terrien, mais un Sayïen, et que son vrai nom est Carot. Son père Berduck, constatant que son fils n'avait qu'une puissance ridicule comparée aux autres Sayïens, l'envoya sur Terre encore bébé afin de conquérir cette planète, ce qui aurait du être un jeu d'enfants compte tenu de la faible puissance des Terriens. Mais à la suite d'un violent choc à la tête, il perdit ses instincts belliqueux et devint doté de sentiments humains.

Sangoku, dans la série Dragonball Z, mène de spectaculaires combats face à des adversaires toujours plus forts. Il dut d'abord affronter Piccolo (le fils). Il emporta le combat, et alors qu'il pouvait achever Piccolo qui représentait un danger pour l'humanité, Sangoku décide de le laisser vivre en lui donnant un senzu. Puis de fut le tour des deux Sayïens Nappa et surtout Vegeta. Cette fois-ci, Vegeta était certainement le plus fort, mais il dut fuir grâce à l'aide de Krilin, Sangohan et Yajirobé. Encore une fois, Sangoku décide de laisser vivre son adversaire alors que ce dernier pouvait être éliminé. Toujours plus tard, Sangoku affronte Freezer. C'est pendant ce combat qu'il devient Super Sayïen. Encore une fois, Sangoku fait preuve de bonté envers son adversaire en lui donnant de son énergie pour qu'il puisse quitter la planète Namek sur le point d'exploser. Un peu plus tard, après avoir appris la télétransportation et atteint le stade 2 du Super Sayïen, Sangoku affronte Cell. Mais cette fois-ci, il ne fait pas le poids et laisse la place à son fils Sangohan. Enfin, le dernier combat oppose Sangoku à Buu. C'est là que Sangoku atteint le stade 3 du Super Sayïen. Cette fois-ci, même si Sangoku achève son adversaire, il se promet de se battre à nouveau avec lui.
Sangoku a donc eu Tortue Géniale comme maître, dont il a hérité la fameuse technique du kamehameha mais aussi la transposition. Il subira aussi un entraînement de Maître Karine. Cet entraînement, même s'il ne dura que trois jours, le rendit beaucoup plus fort. Puis il fut aussi élève du Tout Puissant. Enfin il suivit l'entraînement de Maître Kaïo, dont il apprit principalement deux redoutables techniques : le Kaïoken et le Genkidama. C'est la première fois qu'il s'entraîne d'ailleurs sous une gravité plus élevée que sur Terre. Par la suite, Sangoku s'entraînera souvent sous plusieurs G (jusqu'à plusieurs centaines de G).