杜蘭朵公主對男性心存成見,設下三道難題招親,以杜絕皇帝頻頻催促之婚事。命侏儒太監於京城張貼皇榜及畫像,言明攻下難題者:「戴烏紗、插官花、招為駙馬」﹔過不了關者:「戴鐐銬、上刑場、砍頭示眾」。金陵公子、沙漠怪客揭榜進宮應考。兩人皆未過關,杜蘭朵下令將兩人斬首。
沒落王孫無名氏隱居孤島,一日丫環柳兒拿出杜蘭朵畫像,無名氏三看後對其心馳神往,決定趕赴京都揭榜應考。柳兒對無名氏心存仰慕愛意,不願見其赴死。無名氏揚帆出發,柳兒緊握纜繩阻止,雙手濺血。無名氏仍執意前往,留下悲傷的柳兒。
無名氏至京城揭榜進宮應考,兩人初次相見便心生愛慕情愫。無名氏連過兩道難題,杜蘭朵惱羞成怒拔劍相向,皇帝出面阻止,將第三道考題延至隔日比試。
柳兒進京尋找無名氏,與侏儒太監巧遇,侏儒將其引進宮中。杜蘭朵與無名氏射箭對槍比武,無名氏獲得最後勝利,杜蘭朵如孩童般坐地耍賴。無名氏反出一道考題,要求杜蘭朵公主猜其姓名。
侏儒告知杜蘭朵已將柳兒帶入宮中,杜蘭朵胸有成竹與無名氏折箭立誓。杜蘭朵逼問柳兒說出無名氏真實姓名,柳兒為維護無名氏,不願說出實情;最後抽出杜蘭朵的佩劍,毅然自殺。無名氏悲傷不已,怒責杜蘭朵。震驚之餘,無名氏無意留在宮中為駙馬,亦不願帶走杜蘭朵。杜蘭朵化為柳兒形象,追隨無名氏而去。