ERSTER AKT
Prinzessin Turandot hasst alle jungen Männer, weil einst ein tatarischer Eroberer ihre Ahnfrau, Prinzessin Lo-uling, zugrunde gerichtet hat. Niemals will Turandot einem Mann angehören und gibt jedem Freier drei unlösbare Rätsel auf. Wenn der fremde Prinz nicht in der Lage ist, die richtigen Antworten zu finden, ist sein Kopf ohne Gnade dem Henker verfallen. Die Köpfe derer, die die Probe nicht bestanden haben, sieht man auf Pfählen aufgespiesst. Wiederum verliest ein Mandarin den kaiserlichen Erlass und wiederum hat ein Freier, der Prinz von Persien, die Lösung nicht gefunden; er wird bei Mondaufgang hingerichtet werden. Während die schaulustige Menge tobend die Exekution erwartet, finden sich in dem allgemeinen Tumult Timur, der entthronte König der Tataren, und sein Sohn Kalaf, die einander verloren haben. Timur ist wie Kalaf auf der Flucht und wird von der hübschen Sklavin Liu begleitet. Das junge Mädchen hat als einzige ihrem Herrn die Treue gehalten, weil Kalaf ihr einmal zugelächelt hat.
Kalaf ist von Turandot, die bei Mondaufgang der Hinrichtung zusieht, hingerissen. Drei kaiserliche Minister, Ping, Pang und Pong, treten in Masken auf und versuchen, den Prinzen unter Hinweis auf die vielen anderen schönen Mädchen umzustimmen. Vergeblich. Auch die Stimmen der toten Prinzen und das abgeschlagene Haupt des persischen Prinzen, das der Henker dem Volk zeigt, beeindrucken Kalaf nicht. Selbst die Bitten seines Vaters und Lius, die den Prinzen heimlich liebt, (Signore, ascolta) können ihn nicht hindern, sich um die Prinzessin zu bewerben. Kalaf bittet Liu, seinem Vater treu zu bleiben, wenn er sterbe (Non piangere, Liu). Dann schlägt er dreimal gegen den grossen Gong, zum Zeichen, dass ein neuer Prinz um Turandot wirbt.
ZWEITER AKT
Die drei kaiserlichen Minister treffen sich in einem Pavillon und beklagen Chinas Lage. Dreizehn Prinzen sind wegen Turandot schon getötet worden; Ping, Pang und Pong hoffen auf den Tag, da die Prinzessin den richtigen Freier treffen wird und sie wieder auf ihre Landsitze heimkehren dürfen (Ho una casa nell' Honan).
Eine grosse Menschenmenge ist vor dem kaiserlichen Palast zusammengeströmt, um Turandots neuen Bewerber zu sehen. Der Kaiser von China erscheint mit den acht Weisen, die in versiegelten Rollen die Lösung der Rätsel bei sich tragen; dann naht, stolz, schön und kalt, Turandot und verkündet, dass sie durch ihr Verhalten den einstigen Frevel an ihrer Urahnin rächen wolle (In questa reggia). Dann legt sie dem Prinzen ihre Fragen vor. Zum Staunen des Kaisers, der Weisen und des ganzen Volkes gelingt es Kalaf, die drei Rätsel zu lösen, »Hoffnung, Blut und Turandot« sind die richtigen Antworten. Während das Volk dem fremden Prinzen zujubelt, bittet Turandot den Kaiser umsonst, sein Wort zurückzunehmen. Da gibt ihr Kalaf seinerseits ein Räsel auf: Wenn es der Prinzessin gelinge, bis zum Morgengrauen seinen Namen zu erfahren, sei sie frei, er aber wolle sterben.
DRITTER AKT
Turandot hat befohlen, dass niemand in dieser Nacht schlafen darf; das Volk wird unter Androhung strenger Strafen aufgefordert, den Namen des Prinzen ausfindig zu machen. Mit zuversichtlichen Gedanken an den morgigen Tag greift Kalaf den Befehl auf (Nessun dorma). Vergeblich bemühen sich die Minister, dem Prinzen das Geheimnis zu entlocken; da bringen Soldaten Timur und Liu herbei, die man mit dem Fremden sprechen sah. Liu behauptet, nur sie allein kenne den Namen des Prinzen (Tanto amore segreto). Als man sie durch Foltern zwingen will, Kalaf zu verraten, erdolcht sie sich (Tu, che di gel sei cinta). Von der Grösse ihres Opfers ist die Prinzessin erschüttert, will aber ihre Haltung immer noch nicht aufgeben. Kalaf entreisst ihr den Schleier und küsst Turandot leidenschaftlich (Principessa di morte). Ihr eisiges Herz beginnt zu schmelzen. Überwältigt von ihren Gefühlen gesteht sie dem Prinzen, dass sie diesen Augenblick schon immer gefürchtet habe (Del primo pianto), und bittet ihn, sie zu verlassen. Da nennt Kalaf selbst seinen Namen und gibt sich in ihre Hand. Vor allem Volk und ihrem Vater erklärt Turandot, den Namen des Prinzen zu kennen, er laute »Gemahl«.