나라를 빼앗기고 방황하던 타타르의 왕자 칼라프는 동양의 어느 나라에서 눈먼 부왕과 그를 모시던 시녀 류와 해후한다. 군중 속에서 칼라프는 이곳의 투란도트 공주가 구혼자들에게 세 가지 문제를 내고, 그것을 맞추지 못하면 처형하는 일을 반복하고 있다는 사실을 알게 된다. 이내 모습을 드러낸 투란도트에게 반한 칼라프는 문제에 도전하여 수수께끼 세 개를 모두 맞힌다. 그러나 투란도트가 그의 사랑을 거부하자 칼라프는 말한다.

“그대가 나에게 낸 세 개의 수수께끼는 모두 풀었으니, 단 하나 내가 말하고 싶은 것이 있습니다. 그대는 아직 나의 이름을 모르지요. 나의 이름을 불러 주시오. 날이 밝기 전까지 내 이름을 알아낸다면 기꺼이 당신 손에 목숨을 바치리다.”

공주는 류를 고문하여 이름을 알아내려 하지만 칼라프를 연모한 류는 비밀을 간직한 채 자결한다. 이에 분노한 칼라프가 투란도트의 냉혹함을 다그치고, 사랑을 깨달은 투란도트는 다음 날 모인 백성들과 황제 앞에서 선언한다. “그의 이름을 알아냈소. 그의 이름은 사랑”. 이윽고 백성들의 환호 하에 막이 내린다.

"그대에게 불을 붙이는 얼음, 그러나 그대가 불타오를수록 더욱 차가워지는 얼음. 이것이 그대에게 자유를 허락하면 그대는 노예가 되고, 이것이 그대를 종으로 삼으면 그대는 제왕이 된다.“

"그것은 바로 당신, 투란도트!"