中国公主图兰朵为了报祖先暗夜被掳走之仇,下令如果有个男人可以猜出她的三个谜语,她会嫁给他;如猜错,便处死。三年下来,已经有多个没运气的人丧生。流亡中国的鞑靼王子卡拉夫与父亲铁木尔和侍女柳儿在北京城重逢后,即看到猜谜失败遭处决的波斯王子和亲自监斩的图兰朵。卡拉夫被图兰多公主的美貌吸引,不顾父亲、柳儿和三位大臣的反对来应婚,答对了所有问题。
图兰朵拒绝认输,不愿嫁给卡拉夫。于是铁木尔出了一道谜题,只要公主若在天亮前得知他的名字,卡拉夫不但不娶公主,还愿意被处死,图兰朵对卡拉夫的父亲和柳儿严刑逼供,柳儿为保守秘密自尽。天亮时,图兰朵仍未猜出答案,但王子的强吻融化了她冰般冷漠的心,王子也把真名告诉了公主。原来王子的名字叫“爱”。