La obra comienza con Rosaura, vestida de hombre, que se baja de su caballo desbocado, acompañada de Clarín. La mujer, llena de angustia y desesperación, no tiene idea de dónde está. Solo sabe que el destino la condujo a este extraño lugar. Ve un edificio deteriorado del que sale una luz del interior. A medida que se acercan, oyen el llanto de un hombre. Es Segismundo. Al aparecer en escena, está vestido con pieles de animales, como una bestia salvaje, y dice tener menos libertad que cualquier ser humano o animal. Agrega que su único contacto con el mundo exterior es su carcelero, Clotaldo.
De repente, el prisionero se da cuenta de la presencia de Rosaura y Clarín y exige saber quién está allí. Agarra a una asustada Rosaura y la amenaza con matarla, pero cuando ella le explica que solo es un alma desgraciada que busca consuelo, Segismundo empieza a ablandarse. El sonido de Clotaldo y de un grupo de guardias llega desde el interior de la prisión, y oyen cómo Clotaldo ordena a los guardias que maten a los intrusos de inmediato. Mientras Clotaldo y los guardias se acercan, Rosaura y Clarín suplican por sus vidas y entregan sus armas como se les indica. Cuando Rosaura entrega su espada, Clotaldo la reconoce inmediatamente. Le había dejado la misma espada a Violante, la madre de su hijo no nacido, en Moscovia, para que el niño pudiera usarla más tarde para encontrarlo. Al darse cuenta de que Rosaura, a quien Clotaldo creía varón, es en realidad su hija, sabe que no puede matarlos, aunque eso signifique que el rey Basilio ordene su propia muerte por desobedecer la regla de asesinar a cualquiera que entre en la prisión secreta. Dejando a Segismundo encerrado y encadenado en su celda, Clotaldo lleva a los dos desconocidos al palacio.
En el palacio, Astolfo observa cómo su prima Estrella entra con sus damas de compañía. Astolfo y Estrella son sobrino y sobrina del rey Basilio y, como el rey no ha engendrado un heredero vivo, ambos compiten por la corona. Astolfo, pensando que podría ser más ventajoso casarse con Estrella, halaga su belleza, afirmando que es la reina de su alma. Sin embargo, a Estrella no le impresionan los piropos y considera a su primo un ser lleno de engaño y traición. Cuando las trompetas anuncian la llegada del rey Basilio, el monarca aclara que debe hacer una confesión.
El rey afirma que su difunta esposa dio a luz a un hijo, Segismundo, cuya profecía astrológica afirmaba que sería un tirano que asesinaría a su padre y causaría divisiones en Polonia. En un esfuerzo por salvar su país y su vida, Basilio encerró inmediatamente a Segismundo tras el nacimiento, para ver si así podía prevalecer su voluntad sobre lo que los astros habían predicho. Ahora, sin embargo, Basilio cuestiona su decisión de encarcelar a su hijo y negar a Polonia su legítimo príncipe, y decide liberar a Segismundo a modo de prueba.
Un tiempo después, Clotaldo entra en el castillo y le informa a Basilio que cumplió con sus órdenes. Así, le dio a Segismundo una pócima, y, después de que cayera en un sueño profundo, lo llevó al palacio y lo colocó en la lujosa cama del monarca. Basilio cuenta que desea descubrir si la profecía estaba equivocada. El objetivo de llevar a Segismundo al palacio mientras duerme es que puedan convencerle de que la experiencia fue solo un sueño, en caso de que la predicción se cumpla y tengan que devolverlo a la cárcel. Si eso ocurre, dice Basilio, el encarcelamiento de Segismundo será un castigo y no una mera precaución. Al oír que se acerca el joven, Basilio le ordena a Clotaldo que le informe que es el príncipe de Polonia, y luego se escabulle de la habitación.
Clotaldo pregunta inmediatamente si puede besar la mano de Segismundo, que se siente aún más confundido. El carcelero le explica a Segismundo que es, en realidad, el príncipe heredero de Polonia, y que estuvo en prisión todo este tiempo porque una profecía decía que solo traería dolor y ruina a su pueblo. Segismundo se indigna, ya que no entiende cómo pudo Clotaldo haberlo tratado tan mal durante tantos años, siendo su príncipe. Inmediatamente amenaza con matarlo y lanza a un criado desde el balcón. Astolfo entra y salva la vida de Clotaldo, y Segismundo lo reta a un duelo. El rey Basilio llega para investigar esta conmoción, y Segismundo lo ataca verbalmente por haberlo encerrado en la prisión secreta. Acusa a su padre de tirano por haberle robado su libertad. Basilio le dice a Segismundo que solo está soñando.
De vuelta en la prisión secreta, Segismundo duerme vestido con pieles, como al principio. En ese momento, un levantamiento irrumpe en su celda para liberar a su legítimo príncipe. Afirman que no aceptarán a un rey extranjero y planean sublevarse. Segismundo vuelve a suponer que está soñando, pero sigue el juego y decide demostrar que la profecía es cierta. Luchará contra su padre y reclamará el lugar que le corresponde en el trono. Cuando Clotaldo se da cuenta de que Segismundo fue liberado de su celda, se arroja a sus pies y le pide clemencia. Segismundo le agradece que haya cuidado de él durante años y le perdona la vida. Clotaldo, entonces, le promete lealtad y dice que las buenas acciones, incluso en sueños, nunca se desperdician. Agradece a Segismundo su amabilidad, pero también dice que no puede tomar las armas contra el rey, al que ha jurado su propia lealtad. Segismundo comprende y deja marchar a Clotaldo, prometiendo verlo en el campo de batalla.
En el palacio, Rosaura le ruega a Clotaldo que la ayude a vengarse de Astolfo. El hombre robó su honor en Moscovia y la abandonó para venir a Polonia y casarse con Estrella, y la única manera de corregir el error es matarlo. Clotaldo se niega a ayudarla porque Astolfo le salvó la vida cuando Segismundo quería asesinarlo. Ella se enfurece y lo maldice. No obstante, luego de que le jure lealtad e insista en recuperar su honor, el príncipe le asegura que la ayudará.
Finalmente, los hombres de Segismundo toman el castillo y Clotaldo y Basilio entran, rindiéndose ante Segismundo. Mientras Basilio se inclina a los pies de su hijo, Segismundo le dice que se levante. Después de todo, lo honrará y lo acepta como su padre y rey. Basilio queda impresionado por esta transformación y, como demostró que la profecía estaba equivocada, lo nombra rey de inmediato. Como primera orden, Segismundo ordena a Astolfo que se case con Rosaura y le devuelva el honor perdido, y luego reclama a Estrella como su propia reina. Segismundo es finalmente feliz, aunque sabe que toda felicidad humana es efímera, como un sueño.
