Действие происходит в конце VI — начале VII в., в то время, когда на Руси правит Кий, и власть его прочна и неоспорима.
Шестнадцать лет назад Кий сверг с престола Завлоха, киевского князя, чтобы воцариться на его месте. В том сражении были убиты сыновья Завлоха, а сам побеждённый князь вынужден был поспешно убежать с оставшимся воинством в степи. Его супруга, услышав, что победоносный Кий уже в городских воротах, а она, потерявшая детей, осуждена на разлуку с любимым мужем, поцеловала на прощанье свою годовалую дочь Оснельду и покончила с собой. Малютку Оснельду Кий взял в плен.
Хотя подросшая девушка не помнит ни отца, ни матери, она не забывает о своём происхождении и ненавидит Кия — убийцу своего рода. Однако младший брат Кия Хорев вызывает у Оснельды другие чувства. Благородный молодой человек, в меру сил своих старавшийся облегчить бремя томящейся в неволе девушки, нравится ей.
Однажды Оснельдина мамка Асграда приносит княжне счастливую весть: Завлох, подойдя со своим войском к стенам Киева, требует дочь, и Кий, не желая кровопролития, соглашается отпустить Оснельду... Асграда удивлена, видя, что девушка не рада. В ответ Оснельда открывает мамке свою любовь к Хореву. Хотя ей хочется соединиться с отцом, в то же время она понимает, что день встречи с Завлохом будет днём расставания с возлюбленным. Разрываясь между дочерним долгом и любовью, она уже не знает, веселиться ей или грустить о том, что близок миг расставания с этим городом, который для неё — «печалей и утех собрание и смесь...».
В таком состоянии духа застаёт её Хорев. Он приходит попрощаться с Оснельдой и, в очередной раз изъявив ей свою любовь, умоляет хотя бы в последний день ответить, нашло ли его чувство отклик в её душе. Девушка признаётся в ответном чувстве, но тут же просит Хорева забыть её — ведь Оснельда должна навсегда покинуть Киев. Юноша упрашивает её остаться и стать его женой, однако та помнит о своём дочернем долге: как может она выйти замуж за брата Кия? Хорев возражает: «А если твой отец позволит нам сие?..». Окрылённые этой надеждой, влюблённые решают послать Завлоху письмо и испросить разрешения на брак, который опять восславит род Завлоха и миром окончит давнюю рознь.
К несчастью, Сталверх, первый Киев боярин, подслушав окончание разговора между влюблёнными, ошибочно заключает, что Хорев при содействии Завлоха хочет сам занять престол в Киеве, и предупреждает об этом Кия. Кий не может поверить, что его брат, его наследник, которого он любит как сына, способен на измену. Чтобы испытать верность Хорева, он вызывает брата и приказывает тому собрать воинов и идти против Завлоха. Хорев возражает: зачем сражаться и проливать кровь, если можно кончить дело миром, просто отдав Оснельду отцу? Но если таково веление брата, он, Хорев, без рассуждений пойдёт на битву и вернётся с головой Завлоха. Кий успокаивается: Хорев не изменник.
Услышав глас труб, сзывающих полки на брань, Оснельда понимает, что отцу её не отдадут. Проливая слёзы, девушка посылает Астраду умолять Кия о милосердии. Но Кий не внемлет её мольбам. А Хорев уже собирает воинство... Рушатся все надежды. Поэтому неудивительно, что, когда Хорев приходит к Оснельде, она обрушивает на него поток упрёков. Юноша оправдывается: уклониться от приказа значит навлечь на себя бесчестие, а снести это Хорев не может — лучше смерть. Княжна умоляет любимого хотя бы пощадить её отца и пролить в сражении как можно меньше крови. Но оба ещё надеются, что от Завлоха придёт известие, сулящее конец раздору.
Увы! В своём письме Завлох запрещает дочери любить Хорева. Оснельда решает покончить с собой, но Астрада в последнюю минуту успевает отнять кинжал у своей воспитанницы.
Начинается осада города. Хорев возглавляет войско и творит чудеса храбрости. Однако Сталверх не отказывается от своих подозрений. Он рассказывает Кию, что, по его сведениям, один из бывших Завлоховых подданных был освобождён из плена Велькаром, наперсником Хорева, и отправлен в стан врага, после чего возвращён обратно. Кий требует, чтобы ему представили свидетелей, и боярин приводит стража темниц, который говорит, что пленника от него увели якобы к государю, и стража городских ворот, свидетельствующего, что пропустил к Завлоху пленника будто бы с письмом от Кия. А так как Кий ещё сомневается, Сталверх вызывает самого невольника. Кий обещает ему свободу, если он скажет правду, и пленник признаётся, что Велькар привёл его к Оснельде, которая просила отнести отцу грамоту; он исполнил это и принёс ответ Завлоха, а что было в тех письмах, он не знает. Невольника освобождают.
Последние сомнения Кия рассеяны. Разгневанный, он восклицает: «Да не низвергнусь в ад Хоревовым рабом», решив убить себя прежде, чем это сделает брат, но до того погубив виновницу всех бед Оснельду.
Представленная пред очи Кия, Оснельда не хочет оправдываться и просить милости — она готова принять казнь. Княжна только горячо убеждает государя, что Хорев невиновен, и, чтобы доказать это, открывает Кию, какую переписку она в действительности вела со своим отцом. Кий говорит, что поверит ей, если она представит ему письмо Завлоха, но Оснельда не может это сделать — ведь она разорвала грамоту. Тогда Кий, давя в себе жалость, которую он против воли испытывает к девушке, приказывает Сталверху отнести ей кубок с ядом.
Однако вскоре прибывший Велькар приносит весть о победе над врагом и отдаёт Кию меч Завлоха, взятого Хорёвом в плен. Получив такое неопровержимое доказательство верности брата, царь немедленно велит одному из воинов бежать к Оснельде и освободить её, он теперь согласен даже на свадьбу девушки с Хорёвом. Но, к несчастью, приказ опаздывает: княжна уже мертва.
Тем временем Хорев великодушно предлагает побеждённому Завлоху забыть прошлое и заключить союз, и тот, тронутый благородством врага, соглашается стать его другом и отдать за него дочь. Услышав это, Кий ещё больше ужасается собственной ошибке. Тут же приходит известие, что Сталверх, поняв, как страшно он оклеветал невинную девушку, покончил с собой, кинувшись в Днепр. В отчаянии Кий публично признаётся в содеянном им убийстве и умоляет брата подвергнуть его справедливой каре.
Но у Хорева нет мысли убить брата или лишить его престола — ведь ни этим, ни слезами всё равно не вернёшь навек потерянной возлюбленной. Юноша просит Кия вернуть свободу Завлоху и отпустить его с войском из города, а Завлоха — взять с собой тело Оснельды, достойно похоронить и написать над гробом: «Девица, коей прах в сём месте почивает, /И в аде со своим Хорёвом пребывает, / Которого она любила в жизни сей, — / Хорев, ея лишась, последовал за ней!»
С этими словами Хорев закалывает себя кинжалом.