Место и время событий автор точно указывает в конце перечня действующих лиц — Генуя, 1547 г. Пьесе предпослан эпиграф римского историка Саллюстия о Каталине: «Сие злодейство почитаю из ряда вон выходящим по необычности и опасности преступления». Молодая жена графа Фиеско ди Лаванья, предводителя республиканцев в Генуе, — Леонора ревнует своего мужа к Джулии, сестре правителя Генуи. Граф действительно ухаживает за этой кокетливой вдовствующей графиней, и она просит у Фиеско в залог любви подарить ей медальон с портретом Леоноры, ему же отдает свой.

Племянник Дории, правителя Генуи, Джанеттино подозревает, что в Генуе республиканцы готовят заговор против его дяди. Чтобы избежать переворота, он нанимает мавра убить главу республиканцев Фиеско. Но вероломный мавр выдает план Джанеттино графу ди Лаванья и переходит к нему на службу.

В доме республиканца Веррины большое горе, его единственная дочь Берта изнасилована. Преступник был в маске, но по описанию дочери несчастный отец догадывается, что это дело рук племянника Дории. Пришедший к Веррине просить руки Берты Бургоньино становится свидетелем страшного проклятия отца; тот запирает свою дочь в подземелье собственною дома, пока кровь Джанеттино не смоет позор с его рода.

К Фиеско приходят дворяне Генуи, они рассказывают ему о скандале в синьории, произошедшем при выборах прокуратора. Джанеттино сорвал выборы, он проткнул при голосовании шпагой шар дворянина Цибо со словами: «Шар недействителен! Он с дырой!» В обществе недовольство правлением Дории явно достигло предела. Это понимает Фиеско. Он хочет воспользоваться настроением генуэзцев и осуществить государственный переворот. Граф просит мавра разыграть сцену покушения на него. Как ди Лаванья и предполагал, народ арестовывает «преступника», тот «сознается», что подослан племянником Дории. Народ возмущен, его симпатии на стороне Фиеско.

К Джанеттино является его доверенный Ломеллино. Он предупреждает племянника Дории об опасности, нависшей над ним в связи с предательством мавра. Но Джанеттино спокоен, он уже давно запасся письмом с подписью императора Карла и его печатью. В нем сказано, что двенадцать сенаторов Генуи должны быть казнены, а молодой Дория станет монархом.

В дом Фиеско приходят генуэзские патриции-республиканцы. Их цель — склонить графа взять на себя руководство заговором против герцога. Но ди Лаванья опередил их предложение, он показывает им письма, в которых сообщается о прибытии в Геную для «избавления от тирании» солдат из Пармы, «золота из Франции», «четырех галер папы римского». Дворяне не ожидали такой расторопности от Фиеско, они договариваются о сигнале к выступлению и расходятся.

По дороге Веррина вверяет своему будущему зятю Бургоньино тайну, что он убьет Фиеско, как только тиран Дория будет свергнут, ибо прозорливый старый республиканец подозревает, что цель графа — не установление республики в Генуе. Ди Лаванья сам хочет занять место герцога.

Мавр, посланный Фиеско в город с целью узнать настроение генуэзцев, возвращается с сообщением о намерении Джанеттино казнить двенадцать сенаторов, в том числе и графа. Он принес также порошок, который графиня Империали просила его подсыпать в чашку с шоколадом Леоноре. Фиеско срочно созывает заговорщиков и сообщает им о письме императора у племянника Дории. Восстание должно начаться этой же ночью.

Поздним вечером в доме Фиеско собираются генуэзские дворяне якобы на представление комедиантов. Граф произносит пламенную речь, в которой призывает их свергнуть тиранов Генуи, и раздает оружие. Последним в дом врывается Кальканьо, который только что из дворца герцога. Там он видел мавра, он предал их. Все в смятении. Стремясь овладеть ситуацией, Фиеско говорит, что сам послал туда своего слугу. Появляются немецкие солдаты, охраняющие герцога Дорию. Они вводят мавра, с ним записка, в которой тиран Генуи сообщает графу, что он оповещен о заговоре и нынче ночью нарочно отошлет своих телохранителей. Благородство и честь не позволяют Фиеско в такой ситуации напасть на Дорию. Республиканцы же непреклонны, они требуют вести их на штурм герцогского дворца.

На представление мнимых комедиантов в дом графа приглашена и Джулия. На глазах у своей жены Леоноры Фиеско разыгрывает сцену, добиваясь от графини Империали признания в любви. Вопреки ожиданию, граф ди Лаванья отвергает пламенную любовь коварной кокетки, он зовет находящихся в доме дворян, возвращает Джулии при свидетелях порошок, которым она хотела отравить его жену, и «шутовскую побрякушку» — медальон с ее портретом, саму же графиню приказывает арестовать. Честь Леоноры восстановлена.

Оставшись наедине со своей женой, Фиеско признается ей в любви и обещает, что скоро она станет герцогиней. Леонора страшится власти, ей милее уединенная жизнь в любви и согласии, к этому идеалу она пытается склонить и своего мужа. Граф ди Лаванья, однако, уже не в силах переиначить ход событий, звучит пушечный выстрел — сигнал к началу восстания.

Фиеско бросается к дворцу герцога, изменив голос, он советует Андреа Дории бежать, конь ждет его у дворца. Тот сначала не соглашается. Но, услышав шум на улице, Андреа под прикрытием охраны бежит из дворца. Тем временем Бургоньино убивает племянника Дории и спешит к дому Веррины сообщить Берте, что она отомщена и может покинуть свою темницу. Берта соглашается стать женой своего защитника. Они бегут в гавань и на корабле покидают город.

В Генуе царит хаос. Фиеско встречает на улице человека в пурпурном плаще, он думает, что это Джанеттино, и закалывает племянника герцога. Откинув плащ убитого, ди Лаванья узнает, что заколол свою жену. Леонора не смогла усидеть дома, она бросилась в битву, чтобы быть рядом со своим супругом. Фиеско убит горем.

Герцог Андреа Дория не в силах покинуть Геную. Он возвращается в город, предпочитая смерть вечному скитанию.

Придя в себя после смерти Леоноры, Фиеско облачается в пурпурный плащ, символ герцогской власти в Генуе. В таком виде его застает Веррина. Республиканец предлагает графу сбросить одежду тирана, но тот не соглашается, тогда Веррина увлекает ди Лаванья в гавань, где при восхождении по трапу на галеру сбрасывает Фиеско в море. Запутавшись в плаще, граф тонет. Спешащие на помощь заговорщики сообщают Веррине, что Андреа Дория вернулся во дворец и половина Генуи перешла на его сторону. Веррина тоже возвращается в город, чтобы поддержать правящего герцога.