В шатре Димитрия, великого князя Московского, — военный совет. Князь призывает сразиться с татарами: сейчас, когда Кирчакская Орда распалась и ханы борются за власть, объединённые русские войска смогут одолеть Мамая, который идёт на них войной. Димитрий уверен в том, что Мамай усомнился в успехе своего похода, как только узнал, что объединённые силы русских перешли Дон. Димитрий предлагает князьям решить, принимать ли посольство, которое направил к ним Мамай, или нет. Князь Тверской против переговоров с татарами. Напоминая присутствующим о том, что в стан скоро должна прибыть его невеста, княжна Новгородская Ксения, князь Тверской заявляет, что поведёт её к венцу только после сражения и принесёт в дар её отцу доспех врага. Князь Белозерский предлагает принять послов. Он считает, что необходимо заключить мир и платить Мамаю дань: так будут сохранены жизни христианские. Кроме того, князь Белозерский опасается, что победа над татарами заставит врагов объединиться и все ханы сообща нападут на Русь. Димитрий, выслушав мнения своих союзников, соглашается принять посла от Мамая, но заявляет, что он предпочитает смерть в бою унизительному миру.
Посол пытается запугать русских князей. Он говорит, что на них идут «девять орд и семьдесят князей», но Мамай готов удержать свои войска, простить русских князей, дерзнувших выступить против него, и согласен взять с них дань. Когда Димитрий отказывается, посол, обращаясь ко всем князьям, заявляет, что тот из них, кто явится к Мамаю с головой Димитрия, будет владеть престолом и Москвой. Возмущённые этой дерзостью, князья готовы биться с татарами.
Тверской князь предлагает перейти реку Непрядву и первым напасть на стан Мамая. Димитрий назначает его командовать правым крылом войск, князя Смоленского — левым, брат Димитрия с большим полком станет в засаде за лесом, а сам Димитрий поведёт главный полк.
Когда Димитрий и его оруженосец, Михаил Бренский, остаются одни, Михаил увещевает князя, чтобы он поборол в себе пагубную страсть к Новгородской княжне Ксении, которая по решению её отца должна стать женой князя Тверского. Димитрий рассказывает Бренскому о том, как он признался Ксении в любви в присутствии её матери, и надеялся, что брак с князем Тверским не совершится, ибо девушка ответила ему, Димитрию, взаимностью. Однако княгиня умерла, а когда Димитрий собрался просить руки Ксении у её отца, на Русь пошёл войной Мамай. Бренский стыдит Димитрия: союз князя Тверского с Ксенией уже решён и её отец собирается прислать дочь в стан. В это время Димитрию сообщают о прибытии княжны Ксении.
Ксения признаётся своей наперснице Избране, что она не станет женой князя Тверского и принесёт монашеский обет. Избрана уговаривает княжну признаться отцу, что она любит князя Димитрия, но Ксения не смеет идти против воли родителя. Приходит Димитрий, ослеплённый яростью, грозится идти войной на её отца. Появляется князь Тверской. Ксения говорит ему, что её родитель думал не о счастье дочери, а о спасении отечества, когда перед всеми князьями объявил о своём решении соединить свой род с родом Тверских: так её отец надеялся побудить князей русских к борьбе с татарами. Княжна сообщает князю Тверскому о том, что собирается стать монахиней, и уходит в свой шатёр. Димитрий в присутствии князя Тверского скрывает свои чувства, но когда тот говорит ему, что после победы нам Мамаем он силой принудит Ксению венчаться с ним прямо в стане, Димитрий вступается за девушку и признаётся, что любит её. Князь Тверской упрекает Димитрия в самовластии, грозится этой же ночью увести свои полки и собирается рассказать обо всём остальным князьям.
Князья возмущены тем, что Димитрий не уважает права князя Тверского. Князь Смоленский уверен, что самовластье Димитрия грозит им всем: если алчный ордынец жаждет лишь золота, то самовластный деспот «на все деяния цепь тяжкую кладёт», порабощая и мысль, и чувство. Князь Смоленский предпочитает заключить мир с татарами, чем видеть равного себе родом владыкой над собой и другими князьями.
Приходит Димитрий и рассказывает, что ночью Мамай двинулся на них. Он призывает князей сообща выступить против врага. Князь Белозерский требует от Димитрия, чтобы он доказал им свою любовь к отечеству и примирился с князем Тверским: пусть залогом примирения будет его брак с Ксенией. Димитрий отвечает, что честь велит ему защищать девушку, которая против своей воли должна идти под венец. Димитрий осуждает те обычаи, которые «делают тиранов из отцов и вводят их детей в роптание рабов». Белозерский возражает, указывая на то, что только там есть нравственность в народе, где права отцов священны. Димитрий стоит на своём. Князья упрекают его в гордыне и отказываются участвоватьв сражении. Димитрий заявляет, что будет сражаться с Мамаем один. Когда все уходят, Димитрий посылает Бренского к Ксении, чтобы он убедил её прийти к нему и рассказал, в каком он отчаянии и как нуждаетсяв утешении.
Наступает ночь. Димитрий идёт в шатёр к московским боярам. Он спрашивает их, хотят ли они по-прежнему, чтобы он сразился с Мамаем. Те поддерживают решение князя, клянутся ему в верности и готовы идти с ним на смерть.
Перед своим шатром Димитрий встречает Ксению с Избраной и Бренским. Димитрий говорит княжне, что надежда на её любовь придаст ему силы в сражении. Пусть все князья покинули его: «тот безопасен князь средь ревностных граждан, где сонм бояр премудр, где верен сонм дворян». Ксения в отчаянии: она боится, что войско Димитрия будет разбито, а Русь будет томиться под татарским игом. Она призывает князей и перед всеми винит одну себя за раздор между Димитрием и князем Тверским. Она просит князя Тверского покарать её за то, что она нарушает слово отца. Ксения готова уйти в самую отдалённую обитель, но пусть князья вновь соединятся и бьются с полчищами Мамая. Когда князь Тверской всё же отказывается присоединиться к Димитрию, Ксения даёт согласие стать его женой. Князья одобряют её решение и соглашаются сражаться с Мамаем.
Димитрий и князь Тверской готовы выйти на поединок друг с другом, но Ксения не допускает этого. Тогда князь Тверской говорит Димитрию, что они должны на поле боя явить, кто из них больше достоин княжны Ксении. Когда все уходят и Димитрий остаётся с Бренским, он просит верного оруженосца о последней услуге: пусть Михаил станет на его место под знаменем и наденет на себя его шлем и знаки княжеского достоинства. Сам же князь оденется как простой воин, ибо он теперь будет искать опасностей и смерти. Димитрий передаёт Бренскому цепь со своей груди, чтобы он передал её Ксении, когда его уже не будет в живых.
Ксения и Избрана скрываются в долине меж гор. Они были свидетелями бегства русских войск и уверены, что Димитрий погиб. Им встречается московский боярин с несколькими воинами и рассказывает о победе над Мамаем. В начале битвы татарские витязи Темир и Челубей рассеяли ряды русских воинов. Тогда монах Пересвет вызвал Темира на поединок, и оба упали замертво, а неизвестный воин в простой одежде напал на Челубея и убил его. После этого из ближнего леса брат Димитрия ударил по татарам с тыла, и они позорно бежали. Среди погибших и раненых русских воинов все ищут Димитрия и неизвестного воина, победителя Челубея, но находят только мёртвого Бренского в княжеских доспехах. Наконец обнаруживают неизвестного воина, покрытого ранами, и узнают в нём Димитрия. Князь уповает на смерть, ибо жизнь не мила ему без любимой. Князь Тверской, потрясённый этими словами, великодушно отдаёт Ксению Димитрию. Все празднуют победу русского оружия и поздравляют князя Димитрия с победой.