Действие первое
Действие происходит на берегу озера в усадьбе Сорина, где живут его сестра, известная актриса Ирина Николаевна Аркадина, её сын Константин Треплев — начинающий писатель, и другие персонажи.
Константин ставит свою экспериментальную пьесу, которую играет девушка Нина Заречная, дочь соседа-помещика. Пьеса символична: героиня рассказывает о конце жизни на земле и о последних днях человечества. Однако зрители (Аркадина, Тригорин и другие) не понимают замысла Кости и высмеивают его. Уязвлённый критикой матери и её поклонника, писателя Бориса Тригорина, Константин уничтожает декорации и рукопись.
Между тем, Нина очарована Тригориным, который, в свою очередь, начинает проявлять к ней интерес. Маша, дочь управляющего Шамраева, любит Константина, но он её не замечает. Она же сама отвергает учителя Медведенко, который безответно влюблён в неё.
Действие второе
Проходит два года. В доме Сорина все готовятся к отъезду Аркадиной и Тригорина в Москву. Тем временем Нина встречается с Тригориным, который уверяет её, что может полюбить её по-настоящему. Между тем, Константин стреляется из ревности и разочарования, но ранение оказывается несмертельным.
Нина дарит Тригорину медальон с выгравированным названием его книги и строками, которые она считает важными. Перед отъездом Тригорин записывает в блокнот сюжет для будущего рассказа: чайка, убитая человеком ради забавы, становится символом разрушенной жизни.
Действие третье
Все собираются на террасе дома Сорина. Аркадина спорит с сыном о литературе и искусстве. Константин обвиняет мать в эгоизме и холодности, а также критикует Тригорина. Между ними вспыхивает ссора, которая заканчивается примирением.
Тригорин решает остаться ещё на день, чтобы встретиться с Ниной. Аркадина пытается уговорить его уехать, но он не поддаётся. Нина заявляет ему о своей решимости стать актрисой и уехать в Москву, как он. Они целуются, и Тригорин обещает ей помочь в карьере.
Действие четвертое
Проходит два года. Константин стал известным писателем, но всё ещё несчастен. Его отношения с матерью остаются напряжёнными. Нина, теперь начинающая актриса, живёт в бедности и страдает от неудачной личной жизни: Тригорин бросил её, когда она родила ребёнка, который вскоре умер.
Однажды вечером Нина тайно приходит к Константину. Она рассказывает, что, несмотря на трудности, верит в своё призвание и готова терпеть ради искусства. Она уходит, а Константин, окончательно отчаявшись, застреливается.