Действие I
У стен Императорского дворца в Пекине Мандарин читает толпе указ: всякий, кто хочет добиться руки принцессы Турандот, должен разгадать три загадки; того, кто не отгадает, ожидает смерть. Нынче будет казнён юный Персидский принц. В возбуждении толпа бросается к дворцу, но стража отталкивает народ. На землю падает старик. Девушка в отчаянии зовёт на помощь. Из толпы выбегает юноша — в старике он узнал отца. Их неожиданная встреча безрадостна: враги лишили старого Тимура трона и изгнали из родной страны; его сын Калаф вынужден скитаться на чужбине, скрывая от всех своё имя. Тимура повсюду сопровождает верная Лиу — рабыня, безответно влюблённая в Калафа. На площади идут приготовления к казни. Спускается ночь. С восходом луны народ ждёт появления Турандот. Торжественное шествие приближается. Навстречу ему движется другое, погребальное, — это Персидского принца ведут на казнь. Народ сочувствует ему и умоляет Турандот о пощаде. Калаф шлёт гневные проклятия жестокосердной принцессе. Но вот наконец она появилась — и Калаф ослеплён её красотой. Напрасно отец отговаривает его — Калаф твёрдо решил добиться любви Турандот. Внезапно путь Калафу преграждают министры Пинг, Понг, Панг. Они предостерегают принца, насмехаются над ним, вызывают тени погибших из-за любви к Турандот. Лиу умоляет Калафа уйти — она и отец не переживут его смерти. Калаф тронут мольбами, но не может отказаться от любви к Турандот. По его знаку служитель трижды ударяет в гигантский гонг, объявляя о решении Калафа участвовать в состязании.
Действие II
Картина первая
Пинг, Понг, Панг размышляют о судьбе неизвестного принца, решившего разгадать загадки Турандот: что принесёт утро — свадьбу или казнь? Они мечтают вернуться к мирной, безмятежной жизни среди природы, вдали от Императорского дворца. Но всё новые влюблённые безумцы хотят попытать счастья — и всё новые головы сносит палач в честь принцессы. Когда же придёт тот, кто победит Турандот, сумеет внушить ей любовь, избавит страну от непрекращающихся казней?
Картина вторая
На площади перед дворцом собирается народ. В толпе — Тимур, Лиу. Наконец появляется император Альтоум. Он убеждает принца отказаться от состязания. Мандарин вновь повторяет страшные условия испытания. Во главе торжественного шествия показывается Турандот. Она полна ненависти ко всему мужскому роду: когда-то, много тысяч лет назад, в этом самом дворце чужеземный завоеватель овладел китайской принцессой, и её крик через века отозвался в сердце Турандот. За это бесчестье она мстит всем пришлецам. Никто не сможет стать её мужем: загадок будет три — смерть одна. Но Калаф гордо отвечает ей: загадок будет три — одна жизнь! Турандот загадывает первую загадку: что за яркое виденье рождается ночью и манит человека, а утром умирает, дабы ночью возродиться? Это — надежда, что влечёт к Турандот, — таков ответ принца. И мудрецы подтверждают: да, решение первой загадки — надежда, так написано в их свитках. Вторая загадка: что подобно пламени и не пламя? Если гибнет человек, оно застывает, а если побеждает — то пылает, словно солнце. В смущении молчит Калаф. Император, Лиу, весь народ ободряют его, и он находит разгадку: это — кровь, что пылает в его жилах от любви к Турандот. Гнев и страх овладевают принцессой, и она спешит задать третью загадку: что подобно льду, но от огня замерзает? Хочешь быть свободным — оно держит тебя в рабстве, а станешь его рабом — сделает царём. Турандот торжествующе издевается над принцем: что это за лёд, в котором он сгорит? Но Калаф разгадывает и третью загадку: это — Турандот, и лёд её сердца сгорит в пламени его любви. Народ славит победителя.
Турандот в ужасе умоляет не отдавать её в жены чужеземцу, однако император непреклонен — его слово священно. Но Калаф не хочет получить руку Турандот против её воли, ему нужна любовь принцессы. Калаф предлагает Турандот разгадать к восходу солнца только одну загадку: во всём Пекине никто не знает его имени; пусть принцесса назовет его, и тогда он готов умереть.
Действие III
Картина первая
В саду Императорского дворца слышна отдалённая перекличка глашатаев: под страхом смерти никто не должен спать этой ночью в Пекине — таков приказ Турандот; до восхода солнца должно быть открыто имя неизвестного принца. А Калаф мечтает о любви Турандот: лишь в его объятиях она узнает эту тайну, а восходящее солнце озарит его победу.
Пинг, Понг, Панг искушают Калафа речами о любви, богатстве и, наконец, сострадании — тысячи людей погибнут в муках, если к утру Турандот не будет знать его имени. Но Калаф противостоит всем искушениям: пусть погибнет весь мир — он не откажется от Турандот. Лиу уверяет, что лишь она знает имя принца, однако никакие пытки не заставят её открыть эту тайну. Турандот поражена мужеством рабыни: что даёт ей такую силу? Это — сила любви, ради которой Лиу готова пожертвовать жизнью; скоро её узнает и Турандот, но Лиу уже не увидит этого — выхватив у Турандот кинжал, она закалывает себя. Тимур и народ горько оплакивают смерть Лиу.
Пылкими речами и поцелуями Калаф пробуждает любовь в холодном сердце Турандот. Мужество и страсть чужеземца победили её гордость, теперь она принадлежит ему. И тогда принц открывает Турандот своё имя. Ночь кончилась. Светает.
Картина вторая
Перед собравшимся народом Турандот в присутствии императора разгадывает загадку Калафа: его имя — любовь. Все поют гимн любви, солнцу, жизни.