Birinci Perde
Efsane çağlarında Pekin, göklerin oğlu İmparator Altoum tarafından yönetilmektedir. Kendisini kutsal ve Tanrı kızı olarak kabul ettiren Prenses Turandot, yıllar önce öldürülen ninesinin intikamını almak için kendisiyle evlenmek isteyen asilzade gençlere üç bilmece sormakta, yanıtları doğru olmazsa onların başlarını kestirmektedir. Bu gösterilere alışmış ve bundan adeta vahşi bir zevk duymaya başlamış olan halk saray önünde toplanmıştır. Sorulanlara doğru yanıt veremeyen yakışıklı İran Prensi, sabaha karşı idam edilecektir. Muhafızlar, coşkun halkı saray civarından uzaklaştırmak için kamçılar. Kaçışanlar arasında ülkesinden sürülen yaşlı Kral Timur'da vardır. Bu sırada genç bir adam yaklaşır ve ona yardım eder. Genç adam uzun zamandır aramakta olduğu oğlu Calaf'tır. Baba oğul bu kavuşmanın sevinci içerisindedir. Calaf'ı eskiden beri sevmekte olan Liu ise Timur'un yanında ona rehberlik etmektedir. Halk idam hazırlıklarını izleyerek ayin yapmaktadır. Merdivenlerin yukarısında Turandot görünür. Halkın İran Prensi'ni bağışlama isteklerini reddeder. Calaf, Turandot'u görünce ona âşık olmuştur. Yarışmaya girmeye karar verir. Babası Timur ve Liu, onu bu işten vazgeçirmeye çalışırlarsa da engel olamazlar. O sırada idam edilen prensin feryatları da, üç maskeli saray adamı Ping, Pang ve Pong'un ısrarları da Calaf'ı bu kararından caydıramaz. Calaf açılan saray kapısından içeri girer ve kaybolur.
İkinci Perde
Ping, Pang, Pong sarayda dertleşmekte ve iç dünyalarından söz etmektedirler. Bu kanlı olaylardan bıkıp usanmışlardır. İmparatorluk Sarayı uyanmaktadır. Duyulan boru sesleri, üç arkadaşı düş âleminden gerçeğe döndürür. Ünlü bilmece savaşının işkencesini izleyeceklerdir. Halk yavaş yavaş Sarayın önüne toplanmaktadır. Turandot, meçhul Prens Calaf'a birçok prensin başının uçmasına neden olan üç bilmeceyi soracaktır. Ellerinde bilmecelerin yanıtı olan zarfları taşıyan bilginler, yerlerini alırlar. Bu sırada İmparator, tören tahtına oturur. Halk yaşlı hükümdarlarını saygıyla selamlar. Kalabalık arasında Timur ve Liu'da bulunmaktadır. İmparator, ortada Turandot'u bekleyen Calaf'a yarışmadan vazgeçmesini önerir. Prens, reddeder. Gong vurulur, borular çalınır. Turandot bilmecelerini sorar. Calaf tüm sorulara doğru yanıt verir… Turandot, babasının önünde diz çöker, kendisini bu yabancıyla evlendirmemesini rica eder. Baba, kutsal kurallara göre evlenmesi gerektiğini söyler. Halk, Turandot'dan yabancının cesaretine karşılık vermesini ister. Calaf, onunla ancak kendisini isterse evlenecektir. Turandot ona üç soru sormuş, üçünü de bilmiştir. Şimdi o, Turandot'dan bir şey istemektedir: Adını Pekin'de bilen yoktur, eğer Turandot adını şafaktan önce öğrenip kendisine söylerse güneş doğarken intihar edecek, Prensesi kendisiyle evlenmekten kurtaracaktır. Turandot kabul eder. İmparator, Prens Calaf'ı Saray'a çağırır, halk delikanlıyı selamlar.
Üçüncü Perde
Saray'ın bahçesinde Prens Calaf gezinmektedir. Halk, Turandot'un emriyle uykusuz bir gece geçirir. Meçhul Prens'in adı mutlaka bulunmalıdır. Prens, Turandot'a olan aşkını anlatan şarkısına başlar. Ping, Pang, Pong halkın arasından Prens'e yaklaşır. Onu kandırmaya çalışarak adını söylemesini isterler. Tüm önerileri geri çeviren Calaf, yalnızca Turandot'un aşkını istediğini söyler. Halk, delikanlının bu inadına kızmıştır. Uzaktan bağrışmalar duyulur, az sonra askerler eşliğinde Kral Timur ve Liu'nun geldiği görülür. Bu iki insan bir gün önce Calaf ile konuşmuşlardır, herhalde adını da bilmektedirler. Turandot görünür, önce Timur'a Prens'in adını sorar. İşkence yapılır. Liu atılarak, delikanlının adını yalnız kendisinin bildiğini, bu adı öldürseler söylemeyeceğini açıklar. Turandot bu kez Liu'ya işkence yapmak ister. Liu, askerlerden birinden aldığı hançeri kalbine saplar. Prens Calaf dehşete düşmüş, herkes susmuştur. Kral Timur, kızın yanında ağlamaktadır. Liu'nun cesedi götürülürken, halk dua etmektedir… Turandot, Calaf ile baş başa kalmıştır. Prens, Turandot'u istemekte, fakat o hala direnmektedir. Calaf, Turandot'u kollarına alır ve öper. Turandot artık direnemeyeceğini, teslim olduğunu bildirir. O da Prens'i ilk gördüğü anda sevmiştir. Bunu açıkladıktan sonra gerçek adını öğrenmesine bir engel kalmamıştır. Prens bağırır: “Ben, Kral Timur'un oğlu Calaf'ım!" Borular çalmaktadır; artık ikisi de halka görünecekler, günün doğuşundan önce Turandot, Prens Calaf ile evlenecektir. Halk ve saray görevlileri sonucu öğrenmek için iki aşığın etrafında toplanır. Turandot, delikanlının ismini öğrendiğini söyler. Bu isim “Aşk"tır. Calaf, Turandot ile kucaklaşırken, halk çılgınca gösteri yapmakta, sevgilileri selamlamaktadır.