Действие первое
Мельница на берегу Днепра.
Дочь Мельника Наташа ожидает страстно любимого ею Князя. Мельник поучает дочь, как нужно вести себя с возлюбленным, чтобы тот женился или, по крайней мере, не скупился на богатые подарки. Вскоре появляется и сам Князь. Наташа рада ему, но он невесел. Мельник зовет крестьян потешить гостя песнями и плясками. Князь признается Наташе, что их ожидает разлука. Девушка догадывается, что он собирается жениться на другой. Князь пытается откупиться роскошными подарками и дарит Наташе ожерелье. Потрясенная Наташа признается, что скоро должна стать матерью. Пообещав не оставить ее и ребенка, Князь уезжает. Наташа горько упрекает отца за то, что он не препятствовал ее увлечению. В отчаянии она кидается в Днепр.
Действие второе
Богатые хоромы.
Пышно и весело празднует Князь свадьбу. Своим чередом идет старинный свадебный обряд. Внезапно в него вторгается печальная песня о покинутой девушке-утопленнице, но никто не видит поющую. Когда Князь пытается поцеловать молодую жену, раздается женский стон. Пирующими овладевает смятение.
Действие третье
1-я картина
Княжеский терем.
Княгиня в одиночестве грустит. Давно прошли дни, когда муж любил ее. Теперь она все чаще остается одна. Ольга, приближенная Княгини, пытается развлечь ее веселой песней. Узнав, что Князь решил остаться ночью один на берегу Днепра, Княгиня вместе с Ольгой отправляется на его поиски.
2-я картина
Ночь, берег Днепра.
12 лет прошло с тех пор, как приезжал Князь к Наташе. Давно развалилась мельница на берегу Днепра, но до сих пор его влечет сюда неведомая сила. Появление нежданного гостя спугнуло русалок, приплывших поиграть при луне. Князь с грустью вспоминает прежнее счастливое время. Внезапно перед ним появляется косматый старик в лохмотьях – это Мельник, отец Наташи, потерявший рассудок после самоубийства дочери. Он воображает себя вороном, сторожем этих мест и, увидев Князя, набрасывается на него. Подоспевшие охотники спасают своего господина.
Действие четвертое
1-я картина
Подводный терем русалок на дне Днепра.
Наташа стала царицей русалок. Она велит своей дочери, маленькой Русалочке, встретить на берегу отца и рассказать ему, что Наташа по-прежнему любит и ждет его. Оставшись одна, она мечтает о любви и мести разлучнице.
2-я картина
Берег Днепра.
Князь снова у мельницы, там же Княгиня и Ольга, они в нерешительности прячутся за развалинами. Из воды выходит Русалочка и зовет Князя за собой. Княгиня пытается остановить мужа, но Мельник сталкивает его в воду. Русалки увлекают безжизненное тело к ногам своей царицы.