Vania y Sonia ven alborotada la vida en la hacienda desde la llegada de Serebriakov y Elena. Serebriakov es un profesor retirado. Su primera esposa, hermana de Vania y madre de Sonia, falleció diez años atrás. Durante veinte años Vania admiró a Serebriakov de forma absoluta, razón por la cual trabajó para él sin pensar en otra cosa en la vida, junto a su sobrina Sonia. Ahora, sin embargo, lo considera un viejo quejoso y sin talento, por lo que siente que ha desperdiciado su vida. Por otra parte, Vania admira la belleza de Elena y le confiesa su amor. La belleza de Elena también es admirada por Astrov, médico que empieza a quedarse en la hacienda durante la estadía del matrimonio.
Sonia ama a Astrov, este brillante médico que se preocupa por el futuro del medio ambiente y de la humanidad. Sin embargo, sospecha que él no se interesa en ella, porque es fea. Elena, fiel a su marido, pero sintiéndose también atraída por el doctor, se ofrece a preguntale a Astrov sobre sus sentimientos por Sonia. A pesar de las dudas de la joven, Elena lo hace, y Astrov le dice que no se siente atraído por Sonia sino por ella. Vania los sorprende a ambos en un confuso abrazo.
Un mes después, Serebriakov reúne a todos para hacer una propuesta: vender la hacienda. Vania explota: la hacienda existe como herencia de su difunta hermana, y se mantuvo porque él trabajó sin parar durante veinte años para saldar deudas y sacarla a flote. Le indigna, además, haber pasado tanto tiempo trabajando sacrificadamente para Serebriakov y que a este no parezca importarle. En un rapto de furia, le dispara dos veces al profesor, pero erra ambas.
Serebriakov y Elena parten juntos, y Astrov se despide también. Vania y Sonia deben volver a sus rutinas de trabajo y sacrificio, aunque ahora con menos esperanzas que antes, con menos ilusiones. Sonia termina diciendo que ambos trabajarán toda la vida sin descanso, pero que después de muertos serán compensados y retribuidos por Dios.