Первая половина XIX в. Вымышленный приволжский городок Калинов. Местный механик-самоучка Кулигин беседует с молодыми людьми — Кудряшом, приказчиком богатого купца Дикого, и мещанином Шапкиным — о грубых выходках и самодурстве Дикого. Затем появляется Борис, племянник Дикого, который в ответ на расспросы Кулигина рассказывает, что его родители жили в Москве. Он же приехал к Дикому чтобы получить часть наследства бабушки. Все его уверяют: на таких условиях Дикой никогда не отдаст ему денег. Борис жалуется Кулигину, что никак не может привыкнуть к жизни в доме Дикого, Кулигин рассказывает о Калинове.
Калиновцы расходятся. Выходит Кабанова в сопровождении дочери Варвары и сына Тихона с женой Катериной. Она ворчит на них, но наконец уходит, разрешив детям пройтись по бульвару. Варвара отпускает Тихона тайком от матери выпить в гостях и, оставшись вдвоём с Катериной, беседует с ней о домашних отношениях, о Тихоне. Катерина рассказывает признается, что с ней происходит «неладное что-то». Варвара догадывается, что Катерина кого-то полюбила, и обещает по отъезде Тихона устроить свидание. Это предложение приводит Катерину в ужас. Появляется сумасшедшая барыня, грозящая тем, что «красота-то в самый омут ведёт», и пророчит адские муки. Катерина страшно пугается.
Второе действие, происходящее в доме Кабановых, начинается разговором Феклуши с горничной Глашей. Катерина и Варвара, собирающие Тихона в дорогу, разговаривают об увлечении Катерины. Выходят Кабаниха и Тихон, мать велит сыну строго наказывать жене, как жить без него. Но, оставшись наедине с мужем, она умоляет его взять её в поездку. Вернувшаяся Кабаниха приказывает Катерине кланяться мужу в ноги. Тихон уезжает. Варвара, уходя гулять, сообщает Катерине, что они будут ночевать в саду, и даёт ей ключ от калитки. Катерина не хочет его брать, потом, поколебавшись, прячет в карман.
Следующее действие происходит на скамейке у ворот кабановского дома. Феклуша и Кабаниха беседуют о «последних временах». Обе ждут ещё худших времён. Появляется Дикой с жалобами на свою семью, Кабаниха упрекает его за беспорядочное поведение, он пытается ей грубить, но она это быстро пресекает и уводит его в дом выпить и закусить. Пока Дикой угощается, приходит присланный семьёй Дикого Борис, чтобы узнать, где глава семейства. Выполнив поручение, с тоской восклицает о Катерине: «Хоть бы одним глазком взглянуть на неё!» Вернувшаяся Варвара велит ему ночью приходить к калитке в овраге за кабановским садом.
Вторая сцена представляет ночное гулянье молодёжи, на свидание к Кудряшу выходит Варвара и велит Борису подождать — «дождёшься чего-нибудь». Происходит свидание Катерины и Бориса. После колебаний, мыслей о грехе Катерина не в силах противиться проснувшейся любви.
Всё четвёртое действие идёт на фоне разразившейся грозы. Начинается дождь, и на галерею входят Дикой и Кулигин, который просит денег. В ответ Дикой его всячески бранит и даже грозит объявить разбойником. Стерпев брань, Кулигин начинает просить денег на громоотвод. Сцена пустеет, затем на галерее встречаются Варвара и Борис. Она сообщает о возвращении Тихона, слезах Катерины, подозрениях Кабанихи и выражает опасение, что Катерина признается мужу в измене. Борис умоляет отговорить Катерину от признания и исчезает. Входят остальные Кабановы. Катерина признается мужу и свекрови в том, что «гуляла» с Борисом.
Последнее действие снова на высоком берегу Волги. Тихон жалуется Кулигину на своё семейное горе. Кулигин советует простить Катерину, но Тихон объясняет, что при Кабанихе это невозможно. Не без жалости говорит он и о Борисе, которого дядя посылает в Кяхту. Входит горничная Глаша и сообщает, что Катерина исчезла из дома. Тихон боится, как бы «она с тоски-то на себя руки не наложила!», и вместе с Глашей и Кулигиным уходит искать жену.
Появляется Катерина, она жалуется на страшную тоску по Борису. Она просит его взять её с собой в Сибирь, но понимает, что этого не будет. Она благословляет его в путь, жалуется на гнетущую жизнь в доме, на отвращение к мужу. Навсегда простившись с Борисом, Катерина начинает в одиночестве мечтать о смерти, о могиле с цветочками и птицах. Подойдя к обрыву, она прощается с уехавшим Борисом.
Сцена заполняется встревоженным народом, в толпе и Тихон с матерью. За сценой слышен крик: «Женщина в воду бросилась!» Тихон порывается бежать к ней, но мать его не пускает со словами: «Прокляну, коли пойдёшь!» Тихон падает на колени. Через некоторое время Кулигин вносит тело Катерины. «Вот вам ваша Катерина. Делайте с ней, что хотите! Тело её здесь, возьмите его; а душа теперь не ваша; она теперь перед судией, который милосерднее вас!»
Бросаясь к Катерине, Тихон обвиняет мать: «Маменька, вы её погубили!» и, не обращая внимания на грозные окрики Кабанихи, падает на труп жены. «Хорошо тебе, Катя! А я-то зачем остался жить на свете да мучиться!» — этими словами Тихона завершается пьеса.
