Действие протекает в губернском городе, в доме Прозоровых.

Ирине, младшей из трех сестер Прозоровых, исполняется двадцать лет. «На дворе солнечно, весело», а в зале накрывается стол, ждут гостей — офицеров расквартированной в городе артиллерийской батареи и нового её командира подполковника Вершинина. Все полны радостных ожиданий и надежд. Ирина: «Я не знаю, отчего у меня на душе так светло!... Точно я на парусах, надо мной широкое голубое небо и носятся большие белые птицы». На осень намечен переезд Прозоровых в Москву. Сестры не сомневаются, что брат их Андрей поступит в университет и со временем обязательно станет профессором. Благодушествует Кулыгин, учитель гимназии, муж одной из сестер, Маши. Поддается общему радостному настроению Чебутыкин, военный доктор, когда-то безумно любивший покойную мать Прозоровых. «Птица моя белая», — целует он растроганно Ирину. Поручик барон Тузенбах с воодушевлением говорит о будущем: «Пришло время [...] готовится здоровая, сильная буря, которая [...] сдует с нашего общества лень, равнодушие, предубеждение к труду, гнилую скуку». Так же оптимистичен Вершинин. С его появлением у Маши проходит её «мерехлюндия». Атмосферу непринужденной жизнерадостности не нарушает и появление Наташи, хотя сама она ужасно смущена большим обществом. Андрей делает ей предложение: «О молодость, чудная, прекрасная молодость! [...] Мне так хорошо, душа полна любви, восторга... Дорогая моя, хорошая, чистая, будьте моей женой!»

Но уже во втором действии мажорные ноты сменяются минорными. Не находит себе места от скуки Андрей. Его, мечтавшего о профессуре в Москве, нисколько не прельщает должность секретаря земской управы, а в городе он чувствует себя «чужим и одиноким». Маша окончательно разочаровывается в муже, который когда-то казался ей «ужасно ученым, умным и важным», а среди его товарищей учителей она просто страдает. Не удовлетворена своей работой на телеграфе Ирина: «Чего я так хотела, о чем мечтала, того-то в ней и нет. Труд без поэзии, без мыслей...» Уставшей, с головной болью возвращается из гимназии Ольга. Не в духе Вершинин. Он еще продолжает уверять, что «все на земле должно измениться мало-помалу», но тут же и добавляет: «И как бы мне хотелось доказать вам, что счастья нет, не должно быть и не будет для нас... Мы должны только работать и работать...» В каламбуры Чебутыкина, которыми он потешает окружающих, прорывается затаенная боль: «Как там ни философствуй, а одиночество страшная штука...»

Наташа, постепенно прибирающая к своим рукам весь дом, выпроваживает гостей, ожидавших ряженых. «Мещанка!» — в сердцах говорит Маша Ирине.

Прошло три года. Если первое действие разыгрывалось в полдень, а на дворе было «солнечно, весело», то ремарки к третьему действию «предупреждают» совсем о других — мрачных, печальных — событиях: «За сценой бьют в набат по случаю пожара, начавшегося уже давно. В открытую дверь видно окно, красное от зарева». Дом Прозоровых полон людей, спасающихся от пожара.

Ирина рыдает: «Куда? Куда все ушло? [...] а жизнь уходит и никогда не вернется, никогда, никогда мы не уедем в Москву... Я в отчаянии, я в отчаянии!» Задумывается в тревоге Маша: «Как-то мы проживем нашу жизнь, что из нас будет?» Плачет Андрей: «Когда я женился, я думал, что мы будем счастливы... все счастливы... Но Боже мой...» Еще, быть может, сильнее разочарован Тузенбах: «Какая мне тогда (три года назад. — В. Б.) мерещилась счастливая жизнь! Где она?» В запое Чебутыкин: «В голове пусто, на душе холодно. Может быть, я и не человек, а только делаю вид, что у меня руки и ноги... и голова; может быть, я не существую вовсе, а только кажется мне, что я хожу, ем, сплю. (Плачет.)». И чем упорнее твердит Кулыгин: «Я доволен, я доволен, я доволен», тем очевиднее становится, как все надломлены, несчастливы.

И наконец, последнее действие. Приближается осень. Маша, проходя по аллее, глядит вверх: «А уже летят перелетные птицы...» Артиллерийская бригада покидает город: её переводят в другое место, то ли в Польшу, то ли в Читу. Офицеры приходят проститься с Прозоровыми. Федотик, делая фотографию на память, замечает: «...в городе наступит тишина и спокойствие». Тузенбах добавляет: «И скучища страшная». Андрей высказывается еще категоричнее: «Опустеет город. Точно его колпаком накроют».

Маша расстается с Вершининым, которого она так страстно полюбила: «Неудачная жизнь... Ничего мне теперь не нужно...» Ольга, став начальницей гимназии, понимает: «В Москве, значит, не быть». Ирина решила — «если мне не суждено быть в Москве, то так тому и быть» — принять предложение Тузенбаха, который вышел в отставку: «Мы с бароном завтра венчаемся, завтра же уезжаем на кирпичный, и послезавтра я уже в школе, начинается новая жизнь. [...] И у меня вдруг точно крылья выросли на душе, я повеселела, стало много легко и опять захотелось работать, работать...» Чебутыкин в умилении: «Летите, мои милые, летите с Богом!»

На «полет» благословляет он по-своему и Андрея: «Знаешь, надень шапку, возьми в руки палку и уходи... уходи и иди, иди без оглядки. И чем дальше уйдешь, тем лучше».

Но не суждено сбыться даже самым скромным надеждам героев пьесы. Соленый, влюбленный в Ирину, провоцирует ссору с бароном и убивает его на дуэли. Надломленному Андрею не хватает сил, чтобы последовать совету Чебутыкина и взять в руки «посох»: «Отчего мы, едва начавши жить, становимся скучны, серы, неинтересны, ленивы, равнодушны, бесполезны, несчастны?...»

Батарея покидает город. Звучит военный марш. Ольга: «Музыка играет так весело, бодро, и хочется жить! [...] и, кажется, еще немного, и мы узнаем, зачем мы живем, зачем страдаем... Если бы знать! (Музыка играет все тише и тише.) Если бы знать, если бы знать!» (Занавес.)

Герои пьесы не свободные перелетные птицы, они заключены в прочную социальную «клетку», и личные судьбы всех, в нее попавших, подвластны законам, по каким живет вся страна, переживающая всеобщее неблагополучие. Не «кто?», а «что?» господствует над человеком. У этого главного виновника несчастий и неудач в пьесе несколько имен — «пошлость», «низость», «грешная жизнь»... Особенно зримым и неприглядным выглядит лицо этой «пошлости» в размышлениях Андрея: «Город наш существует уже двести лет, в нем сто тысяч жителей, и ни одного, который не был бы похож на других... [...] Только едят, пьют, спят, потом умирают... родятся другие, и тоже едят, пьют, спят и, чтобы не отупеть от скуки, разнообразят жизнь свою гадкой сплетней, водкой, картами, сутяжничеством...»