单廷珪出场于《水浒传》第六十七回“宋江赏马步三军，关胜降水火二将”。他的名字有时候写作“单廷圭”，“圭”和“珪”为异体字关系。
单廷珪因善能用水浸兵之法作战，被称为“圣水将军”（有时略作“圣水将”），使枪，手下有五百名左右黑旗黑甲的“玄甲军”，为凌州团练使，与“神火将军”魏定国担任同一职位，二人合称“水火二将”。关胜在蒲东任职时，与单廷珪多曾相会。
奉旨出击
梁山兵马打破大名府、收降关胜等将后，宋徽宗朝廷中有谏议大夫赵鼎建议招安梁山，因遭蔡京反对，被革职。蔡京顺势举荐在凌州的单廷珪及魏定国两人，徽宗同意，命枢密院调二人兵马攻打梁山。朝中众官预料二将难以取胜，都在暗笑。
梁山水浒寨中，众将筵会之时，探子来报单魏二将攻打梁山之事，吴用表示可将二将捉拿，关胜则因为曾与单、魏相识，又是刚投梁山，功劳尚少，便自荐去收降二将。宋江准许，次日关胜带同副将宣赞、郝思文，引军下山。
双方在凌州城外交战交战，结果宣、郝二将都被捉，其中单廷珪带手下五百多玄甲军兵将郝思文生擒。
归顺梁山
水火二将派人押宣赞、郝思文上东京汴梁，途中遇到李逵、焦挺、鲍旭，宣、郝二将被救。五人一同带兵去打凌州。
同时，关胜也在凌州城外搦战，单廷珪出战，关胜与他斗了不到二十余合掉头就跑，引他一路追赶。
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。
大聚义
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。
南征北战
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。
惨烈结局
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。
