Действие I
Принцесса Турандот – прекрасная, но жестокая дочь императора Альтоума.
В Пекине сумерки. С крепостной стены дворца мандарин напоминает жителям об указе Турандот: она выйдет замуж только за жениха королевской крови, который сумеет решить три её загадки. Тех же, кто не решит, ждёт казнь. Персидский принц, как многие другие до него, потерпел неудачу и с восходом луны будет обезглавлен.
В толпе, собравшейся у стен дворца – старик и с ним молодая девушка, рабыня Лю. Это Тимур, свергнутый татарский царь, слепой изгнанник. В суматохе он падает. Лю восклицает: «Кто поможет мне поднять его?», и к старику и девушке проталкивается юноша. К их изумлению, это Калаф, сын Тимура. Ему тоже удалось бежать из родных краёв, и он странствует инкогнито, чтобы избежать подозрений. Отец и сын вне себя от радости после столь долгой разлуки. Тимур рассказывает, как Лю помогала ему все эти годы. Принц Калаф благодарит её и спрашивает, зачем она отправилась с его отцом в изгнание. Лю трогательно отвечает, что однажды во дворце принц ей улыбнулся.
Тем временем толпа ждёт восхода луны и злорадно подбадривает подручных палача. Но когда персидского принца выводят к эшафоту, люди, видя, как он молод и красив, преисполняются сочувствия. Они умоляют принцессу сжалиться над юношей. Калаф проклинает Турандот за жестокость, но его возглас тут же замирает на губах, как только он видит саму принцессу, вышедшую на балкон и коротким жестом отдавшую приказ о казни. Потрясённый её красотой, Калаф клянётся разгадать загадки принцессы и получить её руку.
Тимур и Лю отговаривают его, и даже министры Турандот, Пинг, Панг и Понг, стараются разубедить принца. Но Калаф никого не слушает. Лю в последний раз умоляет его передумать, и принц просит её позаботиться о Тимуре, если его постигнет неудача. Подбежав к гонгу, Калаф трижды бьёт в него, выкликая имя Турандот.
Действие II
В павильоне близ императорского дворца Пинг, Панг и Понг ждут испытания неизвестного принца и обсуждают, что им придётся готовить – свадьбу или похороны. Уставшие от жестокости Турандот и бесконечных казней министры с тоской вспоминают о прежней безмятежной жизни и надеются когда-нибудь вернуться в свои тихие загородные поместья. Шум во дворце усиливается, и погруженные в мечтания министры приходят в себя: им пора на церемонию загадок, которая, вероятно, завершится так же, как и все предыдущие.
Большая площадь перед дворцом. Старый император восседает на троне наверху монументальной лестницы, вокруг – его двор. Дряхлым старческим голосом император трижды призывает неизвестного принца отказаться от вызова, но Калаф упорно отказывается. Выходит Турандот. Прекрасная и ледяная, она рассказывает, почему стала такой жестокой и почему ненавидит мужчин: сотни лет назад чужеземный захватчик надругался над её прабабкой и убил её, и в отмщение принцесса подвергает всех своих женихов испытанию, не желая никому принадлежать. В последний раз она предлагает Калафу отступиться, но тот непоколебим. Испытание начинается.
Неизвестный принц одну за другой решает загадки, давая верные ответы: надежда, кровь, Турандот. Толпа восторженно славит победителя, и униженная принцесса умоляет отца не отдавать её неизвестному чужеземцу. Император отвечает, что клятва священна. Однако Калаф освобождает Турандот от клятвы и предлагает ей условие: она сама должна разгадать его загадку. Если она узнает его имя до рассвета, то он готов умереть.
Действие III
Императорский сад. Ночь. Издалека доносится голос герольда, возвещающий о новом указе Турандот: никто не должен спать этой ночью в Пекине, пока не узнают имя неизвестного принца. Калаф бесстрашно дожидается рассвета, уверенный, что его любовь в итоге победит. В сад врываются три министра и сначала посулами, а потом угрозами пытаются уговорить Калафа отказаться от принцессы и уйти из Пекина. Принц категорически отказывается, и тут стражники втаскивают избитых и окровавленных Тимура и Лю: их видели рядом с принцем, значит, они могут знать его имя. Приходит Турандот и требует назвать имя. Лю отвечает, что лишь она одна знает имя принца, но не скажет. Принцесса приказывает пытать её, но Лю не сдаётся. Изумлённая Турандот спрашивает, что даёт рабыне такую силу. Лю отвечает, что это любовь – и что принцесса тоже скоро узнает это пламя. Затем, чтобы не выдать имя под пытками, Лю выхватывает у одного из стражников кинжал и закалывается. Все потрясены и с благоговением уносят её тело.
Калаф и Турандот остаются одни. Охваченный любовью принц решительно подходит к ней. Турандот сопротивляется, но он срывает с неё вуаль и целует в губы, и поцелуй словно разрушает злые чары: Турандот испытывает доселе неведомое ей чувство. Её ледяное сердце растоплено. Она понимает, что полюбила принца, как только его увидела, но испугалась этого. Принц же открывает ей своё имя: Калаф, сын царя Тимура, и говорит, что отдаётся на её волю: она может казнить его, если желает.
Вскоре Калаф и Турандот предстают перед императором, придворными и жителями Пекина. Турандот во всеуслышание объявляет, что знает имя незнакомца, и это имя – Любовь.