La obra narra la historia de bella y cruel princesa china Turandot, quien somete a sus pretendientes a una prueba que consiste en resolver tres enigmas, esperándoles la muerte si no son capaces de hacerlo. Su nueva víctima es el joven príncipe de Persia, Calaf, quien milagrosamente las adivina todas. El pueblo vibra de alegría, pero la princesa presiona a su padre para que no le obligue a cumplir con su compromiso. Calaf desiste, por qué no quiere recurrir a la fuerza, sino al amor verdadero generoso de Turandot, y le propone que si al día siguiente por la mañana ha descubierto su nombre, morirá derrotado. Turandot acepta y da la orden a todo el pueblo de descubrir el nombre del príncipe extranjero. Timur y Liù son interrogados porque se les vio hablar con Calaf. Para que el viejo Timur no sufra la tortura, Liù dice que ella es la única persona que sabe su nombre. Turandot ordena torturar a Liù, sin embargo, la joven le dice a la princesa que el amor que siente le da valor para morir y seguidamente se apuñala con una daga. Turandot se conmueve, Calaf le abraza y la besa, y él mismo le dice su nombre. Al día siguiente, ante el emperador y todo el pueblo, Turandot anuncia el nombre del extranjero: Amor.
