Dans un lieu reculé, Golaud, le fils du roi Arkel d'Allemonde, fait la rencontre fortuite de la solitaire Mélisande. Cette dernière a irrémédiablement perdu sa couronne, mais ne semble pas s'en inquiéter. Le prince Golaud ne sait rien d’elle et pourtant il l’épouse. À son arrivée dans le royaume de Golaud, Mélisande fait la connaissance du frère cadet de son mari, Pelléas. Quand bien même le récit ne l’admet que tardivement, cette rencontre est fatidique et scelle le cours inévitable de l’action.
Acte 1
Le premier acte introduit le prince Golaud, qui, un soir, rencontre une mystérieuse jeune femme nommée Mélisande dans la forêt ; elle est en pleurs et prétend avoir perdu sa couronne dans la fontaine près de laquelle elle se trouve. Elle ne lui dira rien de plus sur qui elle est, mais accepte de venir avec lui.
Une lettre arrive pour les parents de Golaud, Geneviève et le roi Arkel sont gravement malades. On découvre alors que le veuf Golaud a épousé Mélisande plutôt que la princesse Ursule, avec qui il aurait pu former une union stratégique avantageuse. Malgré les implications de son imprudence, les parents de Golaud soutiennent le choix de leur fils et son retour au royaume.
Golaud a un frère cadet, le prince Pelléas. Pelléas décide de quitter le château à cause d'un ami qui est sur le point de mourir, mais accepte de rester plus longtemps pour attendre le retour de Golaud et de son épouse. Alors que Geneviève et Mélisande marchent ensemble dans un jardin aux alentours du château, Geneviève laisse Mélisande seule pour aller s'occuper du fils de Golaud, Yniold. Pelléas et Mélisande se rencontrent. Pelléas fait délicatement part de ses sentiments à Mélisande.
Acte 2
Cette romance s'épanouit dans le deuxième acte. Un jour, alors que Mélisande est assise avec Pelléas à la fontaine des aveugles, son anneau nuptial tombe dans le puits. À la même seconde, Golaud, dans un autre lieu, tombe de cheval et se blesse.
Alors que Mélisande se tient au chevet de son mari, Golaud remarque que sa bague n’est plus là, Mélisande prétend l'avoir perdue dans une grotte au bord de la mer. Golaud, furieux, lui ordonne de retrouver cet anneau et envoie Pelléas pour l'accompagner.
Acte 3
Au troisième acte, dans une scène digne de Raiponce, Mélisande du haut d’une fenêtre, peigne ses longs cheveux dénoués. Pelléas vient au pied de la tour, s'extasie devant la longue chevelure de Mélisande et la caresse et l'embrasse. Golaud manifeste des premiers signes de jalousie et force son fils Yniold à espionner les deux jeunes gens. L'enfant admet avoir vu Pelléas et Mélisande s’embrasser, mais il est terriblement harcelé par son père qui maîtrise mal son émotion.
Les symboles abondent dans le quatrième acte : Golaud apparaît avec du sang sur son front et confronte Mélisande à propos du temps passé avec Pelléas. Yniold cherche sa balle d'or qu’il a perdue et observe un troupeau de moutons qui arrête soudainement de bêler. Pelléas et Mélisande confessent enfin leur profond amour l’un pour l'autre devant la fontaine aux aveugles, l’endroit même où la bague fut égarée. Golaud confronte les amants et frappe de son épée Pelléas qui tombe mort près de la fontaine.
Dans le cinquième acte, la fin tragique dénoue le récit : Mélisande meurt doucement, en silence et après avoir mis au monde une petite fille. Dans ses derniers moments elle nie son amour pour Pelléas à Golaud, assurant qu’il s’agit de la vérité.
