1. Aufzug
Die Feldmarschallin Fürstin Werdenberg verbringt die Nacht mit ihrem jungen Geliebten, dem Grafen Octavian Rofrano. Am Morgen dringt Lärm in das Schlafzimmer. Die Marschallin, die Octavian gesteht, nachts von ihrem Ehemann geträumt zu haben, befürchtet die vorzeitige Rückkehr des Feldmarschalls. Aus Angst vor Entdeckung verkleidet sich Octavian kurzerhand als Kammerzofe. Doch es ist nicht der Feldmarschall, sondern Baron Ochs auf Lerchenau, ein entfernter Verwandter der Marschallin, der sich polternd Einlass ins Schlafzimmer verschafft. Ihm fällt sofort der verkleidete Octavian auf, den ihm die Marschallin als Mariandel vorstellt. Ochs beginnt «Mariandel» gleich den Hof zu machen, während er gleichzeitig der Marschallin den Grund seines Besuchs erläutert: Ochs plant Sophie, die Tochter des neureichen Herrn von Faninal, zu heiraten. Der finanzielle Vorteil, den ihm diese Hochzeit unter Stand verschafft, sieht er durch seinen eigenen alten Adel reichlich aufgewogen. Er bittet die Marschallin um Hilfe bei der Auswahl eines standesgemässen Rosenkavaliers – jemanden, der Sophie die silberne Rose überreichen soll, um die Ankunft des Bräutigams anzukündigen. Die Marschallin erlaubt sich den Spass, ihm ein Porträt von Octavian zu zeigen und schlägt diesen als Rosenkavalier vor. Dem verdutzten Baron fällt die Ähnlichkeit mit der Kammerzofe sogleich auf.
Durch das zeremonielle Lever, den morgendlichen Empfang der Fürstin, kann Octavian den Avancen des Ochs endlich entkommen. Ochs lässt den auftretenden Notar einen Ehevertrag aufsetzen – ganz zu seinen Gunsten. Valzacchi und Annina, Herausgeber einer «Schwarzen Zeitung», für die sie die berichteten Skandale zu inszenieren versuchen, bieten ihm ihre Dienste an. Leopold, Ochs‘ unehelicher Sohn, bringt das Etui mit der silbernen Rose.
Auf einmal schickt die Marschallin alle weg. Sie erinnert sich, dass sie einst wie Sophie in eine Zweckehe zugeführt wurde. Die Marschallin spürt die Zeit und ahnt, dass Octavian eines Tages eine Jüngere bevorzugen wird. Octavian, der nach überstandenem Abenteuer zu ihr zurückkehrt, bemerkt verletzt die veränderte Stimmung der Marschallin – diese schickt ihn fort.
2. Aufzug
Grosse Aufregung im Palais des Edlen von Faninal: Die Ankunft des Bräutigamsanführers wird erwartet. Damit Sophie nach altem Brauch den Rosenkavalier empfangen kann, verabschiedet sich Faninal von seiner Tochter. Sophie blickt voller Zuversicht auf die bevorstehende Ehe. Da erscheint Octavian und überreicht Sophie die silberne Rose. Seine Stimmung ändert sich, als er mit ihr ins Gespräch kommt.
Als Faninal den Bräutigam mit dessen Entourage hereinführt, stösst dessen Aufdringlichkeit Sophie ab. Auch Octavian ist über das ungehobelte Verhalten von Ochs empört. Nur Faninal kann sein Glück über den familiären Aufstieg durch Heirat mit einem echten Baron kaum fassen. Als sich Faninal und Ochs zurückziehen, um den Ehevertrag zu unterzeichnen, fragt Octavian Sophie, ob sie Ochs tatsächlich heiraten möchte. Sophie verneint heftig, und Octavian verspricht ihr seine Hilfe. Die beiden gestehen sich ihre Liebe – Valzacchi und Annina beobachten sie und verraten sie Ochs.
Der Baron bleibt zunächst unbeeindruckt, mehr noch: Sophies Abneigung ihm gegenüber reizt ihn geradezu. Doch als ihn Octavian zum Duell auffordert, wird er leicht verletzt – ein Skandal. Faninal eilt herbei und versucht von der prestigeträchtigen Hochzeit zu retten, was zu retten ist. Er droht seiner Tochter mit dem Kloster, falls sie sich weigert, Ochs zu heiraten. Doch Ochs stört das nicht, er fühlt sich bald schon wieder behaglich.
Inzwischen hat Octavian Annina gegen ein gutes Honorar für seine Zwecke eingespannt. Annina übergibt Ochs einen Brief, in dem «Mariandel» Ochs zu einem nächtlichen Rendezvous einlädt. Ochs konstatiert zufrieden sein Glück.
3. Aufzug
Octavian trifft mit Sophie, Valzacchi und Annina Vorbereitungen für das Rendezvous mit Baron Ochs, bevor er sich als «Mariandel» von Ochs zum Souper führen lässt. Der Baron ist entzückt von der Naivität der jungen Frau, doch als er sie an sich ziehen möchte, fühlt er sich plötzlich an Octavian erinnert. Fast unmerklich zieht sich das Netz um Ochs zu: Der Baron zweifelt an seinem Verstand, als sich verdächtige Gestalten zeigen und wieder verschwinden. Die verkleidete Annina tritt mit Kindern auf, die behaupten, Ochs sei ihr Vater. Ochs gerät in dieser höchst verfänglichen Situation in Panik, ruft um Hilfe und fordert die Polizei.
Der Polizeikommissar taucht auf, doch vernimmt er den Baron zu dessen Überraschung wegen des jungen Mädchens an seiner Seite. Ochs gibt Mariandel als seine Braut, Tocher des Herrn von Faninal, aus. In diesem Moment erscheint der von Octavian herbeibestellte Faninal und sieht seinen zukünftigen Schwiegersohn mit einer jungen Frau, die seine Tochter sein soll, sowie einer angeblichen Ehefrau samt Kindern. Faninal erleidet einen Schwächeanfall. Während Sophie sich um ihren Vater kümmert, will Ochs sich davon machen, dem Polizeikommissar scheint er aber zu verdächtig, um ihn gehen zu lassen.
Da erscheint die Marschallin. Sie durchschaut die Situation und gibt dem Baron zu verstehen, dass man ein Spiel mit ihm gespielt hat. Octavian ist erschrocken – er hatte später mit ihr gerechnet – und auch Sophie ist bestürzt, da sie erkennt, dass zwischen Octavian und der Marschallin mehr ist als blosse Freundschaft. Ochs begreift nur langsam die Ausmasse des Ganzen, will aber weiterhin an seinem Heiratsplan festhalten, bis ihm die Marschallin deutlich macht, dass die Sache für ihn nun ein Ende habe und er sich mit dem Rest der Würde, die ihm noch bleibt, zurückziehen möge.
Octavian, Sophie und die Marschallin bleiben zurück. Die Marschallin erkennt, dass der Moment des Loslassens gekommen ist.