紫禁城門前的廣場上，公主圖蘭朵向她的求婚者宣布：在誰能夠猜中由她所出的三道謎語，她就嫁給誰，但若猜不中就將被處死。面目冷若冰霜的圖蘭朵因百年前祖母被外國侵略者蹂躪，遂決心為祖上報仇，於是便設計以"猜謎"方式殘殺所有向她求愛的外國王族男子。很久以來公主的這三道謎語沒有壹人能猜出，許多人在為了這場殘酷遊戲的刀下。年輕的韃靼王子卡拉夫深為圖蘭朵的美麗容顏所動心，決心冒死求婚並用他的勇敢和智慧以及火熱的愛情征服了公主，最終兩心相許圓滿結合。而忠貞、純潔、善良的女仆柳兒雖已暗戀著卡拉夫，卻無天緣，最後竟為搭救自己熱愛的王子而徇情自盡。
全劇在神秘與恐怖情緒的背景襯映下，以中國公主圖蘭朵、韃靼王子卡拉夫、韃靼侍女柳兒三個人物為主線，成功地表現了壹個充滿人性而又離奇曲折的愛情主題。作曲家特地選取了18世紀末英國人巴羅的《中國遊記》中用五線譜所記錄的中國民歌《茉莉花》的旋律，作為歌劇《圖蘭朵》的重要音樂主題之壹。普契尼還要求與他合作的劇作家西蒙尼和阿丹米在編撰腳本時"要將圖蘭朵被埋藏在無上尊榮的如此長久的熱情極力挖掘出來"。作曲家本人則在音樂與戲劇的結合上，對人物情感與心理的提示做得特別細致而又深刻，故事展現得扣人心弦，波瀾壯闊：這的確只有普契尼這位獨具天才的舞臺戲劇感、深諳音樂戲劇性之道的大師才能做到。
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