Stämningshandlingarna är en rejäl lunta, 164 sidor lång, och har lämnats in till en domstol i den amerikanska delstaten Delaware.
Den ska ses som en reaktion på att Twitter vill tvinga Musk att köpa bolaget genom en stämning.
Musk gick i april ut med att han ville köpa Twitter, med ett bud på 54:20 dollar per aktie. För några veckor sedan drog han dock tillbaka budet, och hävdade att Twitter blåst upp sina användarsiffror och att många av kontona i själva verket består av botar, spam- och fejkkonton.
Twitter-vd:n Parag Agrawal skrev tillsammans med styrelsens Bret Taylor i ett brev till investerarna att man vill försöka att få igenom uppköpet. I fredags stängde aktiekursen på 41:61 dollar. Aktieägarna har uppmanats att godkänna uppköpet vid en omröstning den 13 september.
Vad som står i Musks motstämning framgår inte, då den är hemligstämplad med hänvisning till affärshemligheter. Men en offentlig variant av handlingarna måste också lämnas in, enligt domstolens regler.
Domstolsförhandlingarna väntas pågå i fem dagar med början den 17 oktober.