Стены императорского города. Закат. Площадь наполняет живописная толпа, которая внимательно слушает слова Мандарина: Турандот, дочь императора Альтоума, станет женой принца, который разгадает три загадки. Тот же, кто не справится с этой задачей, будет обезглавлен, как персидский принц, которого ждет скорая казнь. Толпа волнуется, требует немедленной казни, в сутолоке многие падают, в том числе Тимур, бывший татарский царь. К нему на помощь подбегает юноша – принц Калаф – и узнает в нем своего отца. Тимур рассказывает сыну, как ему помогала неотлучно сопровождающая его рабыня Лю. Выходят палач и его подручные, которые точат огромный меч. Их песню подхватывает толпа. Все с нетерпением ждут восхода луны, когда должна совершиться казнь, но вид юного персидского принца вызывает жалость в народе.

Проклятие застывает на устах Калафа, когда в императорской ложе появляется принцесса Турандот, блистающая властной и почти нереальной красотой. Калаф устремляется к гонгу, готовясь вызвать ее на состязание. Три министра – Пинг, Понг и Панг – пытаются остановить его, указывая на отрубленную голову персидского принца. Лю умоляет Калафа подумать о старике отце. Принц утешает ее, просит позаботиться об отце и, подбежав к гонгу, трижды ударяет в него, зовя Турандот.

Пинг, Понг и Панг оплакивают участь погибших принцев и мечтают о жизни вдали от двора. Они бы хотели, чтобы принцесса поскорее полюбила и вышла замуж, тогда наладится и жизнь в Китае.

Площадь перед дворцом. Восемь мудрецов держат в руках свитки с ответами на загадки Турандот. На трон садится император. Он отговаривает Калафа от безнадежного состязания. Турандот тоже угрожает ему, рассказывая причину испытания: она мстит за похищение и убийство своей прабабки. Но принц непреклонен. Ответ на первую загадку – надежда – найден им без колебаний, второй ответ – кровь – тоже не вызвал больших затруднений. В ярости задает принцесса третью, и Калаф называет имя самой Турандот. Побежденная принцесса умоляет императора не допустить, чтобы его дочь стала рабыней чужеземца; Альтоум отвечает, что его клятва свята. Но Калаф не хочет брать жену без любви. Он предлагает Турандот до рассвета разгадать его имя. Народ приветствует победителя и желает долгих лет своему мудрому властелину.

Сад императорского дворца. Ночь. Слышны крики глашатаев: «Пусть никто не спит этой ночью!» – нужно узнать имя незнакомца. Калаф уверен, что завоюет сердце принцессы. Пинг, Понг и Панг искушают Калафа, предлагая ему любовь, драгоценности и славу, но тот отказывается. Народ умоляет, затем угрожает, и в этот момент стража тащит Тимура и Лю, которых видели на площади вместе с Калафом. Лю признается, что знает имя, но не назовет его: силы молчать дает ей любовь. При приближении палача она выхватывает кинжал у одного из стражников и убивает себя. Перед смертью она предсказывает Турандот, что та тоже полюбит принца. Тимур в отчаянии. Толпа, устрашенная его проклятием, произносит искупительные молитвы. Похоронная процессия уносит тело Лю, оставляя принца и Турандот.

Страстный поцелуй Калафа заставляет дрогнуть ледяное сердце принцессы. С рассветом он открывает ей свое имя, но собравшемуся народу и своему отцу она представляет принца иначе: «Его имя – Любовь!»