1. Akt
Ein Mandarin verliest dem Volk das seit Jahren gültige Gesetz: Die Prinzessin Turandot heiratet den ersten fürstlichen Bewerber, der drei von ihr gestellte Rätsel löst. Gelingt ihm das nicht, wird er geköpft. Am selben Tag wird der erfolglose Prinz von Persien, der bisher letzte Anwärter auf die Hand der Prinzessin, zum Schafott geführt. Das Volk dürstet nach Blut und erwartet voller Ungeduld das Schauspiel. Doch die Stimmung schlägt um, als man die Jugend des Prinzen erkennt und die Menschen flehen die Prinzessin um Erbarmen an – ohne Erfolg. In der Masse der Schaulustigen versteckt, befindet sich auch Timur, ein aus seinem Reich vertriebener Tatarenkönig, der auf der Flucht ist. Begleitet wird er nur von der Sklavin Liù. Als die unbändige Masse sie zu überrennen droht, tritt ein Fremder zu ihnen und stützt den greisen Mann. Er gibt sich als Calaf, Timurs verloren geglaubter Sohn, zu erkennen. Auf der Flucht vor den Eroberern seines Landes wurden sein Vater und er voneinander getrennt. Auch Liù erkennt den Prinzen sofort, der ihr einst zugelächelt hat und den sie seitdem innig liebt. Turandot erscheint und gibt das Zeichen zur Hinrichtung. Calaf will sie für ihre Grausamkeit verfluchen, doch verliebt sich bei ihrem Anblick auf der Stelle in sie. Trotz der Warnungen seines Vaters und Liùs und sogar durch die Minister Ping, Pang und Pong will der Prinz sich gegen jede Vernunft als nächster Bewerber um die Hand Turandots melden. Er stürmt auf den großen Gong des Palastes zu und schlägt ihn zum Zeichen seiner Bereitschaft dreimal.

2. Akt
Ping, Pang und Pong sinnieren über die glorreiche Geschichte Chinas vom Ursprung bis in die Gegenwart, die sie durch die Grausamkeit der Prinzessin Turandot dem Untergang geweiht sehen. Alle sind die ewigen Hinrichtungen und das viele Blut leid. Und so träumen die drei Staatsdiener für einen Augenblick von einem sorgenfreien Leben auf ihren ländlichen Gütern, von denen sie aber durch ihre Pflichten am Hofe ferngehalten werden. Im Palast müssen sie die Rätselzeremonie für den unbekannten Prinzen und seine als wahrscheinlich geltende Hinrichtung vorbereiten. Das Volk erwartet mit Spannung die Rätsel Turandots und die Antworten des unbekannten Prinzen. Turandot enthüllt den Anwesenden den Grund für ihr grausames Handeln: Ihre Ahnin, die Prinzessin Lou-Ling wurde einst von Tartaren geraubt und vergewaltigt. Stellvertretend für sie nimmt nun Turandot Rache an allen Männern und gelobt, für immer unberührt bleiben zu wollen. Sie stellt dem unbekannten Prinzen ihre Rätsel, die dieser jedoch zur großen Überraschung aller lösen kann. Entsetzt wendet sich daraufhin Turandot an ihren Vater und fleht ihn an, sie nicht dem Fremdling auszuliefern. Der Kaiser erklärt, dass er sein Wort halten müsse. Calaf bietet Turandot jedoch einen Ausweg an. Er, der unbekannte Prinz, will sie des Eides entheben und den Freitod wählen, wenn sie bis Sonnenaufgang seinen Namen herausfindet. Dann soll sie über sein Leben gebieten. Falls nicht, wird sie seine Frau. Der Kaiser willigt ein. 

3. Akt
Die Prinzessin hat angeordnet, dass in dieser Nacht keiner schlafen dürfe, bis der Name des Unbekannten herausgefunden sei. Die drei Minister bedrängen den Prinzen, bieten ihm Gold, Ruhm und Frauen, um ihn von Turandot abzubringen. Doch Calaf ist siegessicher. Da werden Timur und Liù, die tags zuvor mit Calaf im Gespräch gesehen wurden, von Soldaten herbeigeschleppt. Um Timur zu schützen behauptet Liù, nur sie kenne den Namen des Fremden, aber selbst unter der Androhung von Folter werde sie ihn nicht preisgeben. Turandot ist verwundert über die Opferbereitschaft Liùs. Diese versichert der Prinzessin jedoch, auch sie werde bald erfahren, was es heißt, den Prinzen zu lieben. Für sie selbst sei es der schönste Liebesbeweis, für ihn zu sterben. Liù entwendet einem Soldaten den Dolch und ersticht sich. Das Volk ist erschüttert und alle ziehen sich in Trauer zurück. Calaf und Turandot bleiben allein zurück. Der Prinz wirft Turandot ihre Grausamkeit vor. Er reißt ihr den Schleier vom Gesicht und küsst sie leidenschaftlich. Die Prinzessin gibt ihren Widerstand auf und gesteht ihm, dass sie ihn von Anfang an gefürchtet und geliebt habe. Calaf verrät ihr seinen Namen und begibt sich damit in ihre Hand. Als beide vor dem Kaiser erscheinen, verkündet Turandot seinen Namen: Nicht Calaf, Liebe heiße er. Unter dem Jubel des Volkes stürzt Calaf in Turandots Arme.