Разговаривая меж собой, три сестры за прялкой мечтают о том, что бы каждая из них сделала, если б вдруг стала царицей. Первая из них обещает устроить пир на весь мир, вторая — наткать полотна, а третья — «для батюшки-царя» родить богатыря. В этот момент в светлицу входит сам царь Салтан, который ещё до этого подслушивал разговор сестёр под окном. Он предложил третьей из них стать его женой, а двум другим — ткачихой и поварихой при дворе.
Пока царь воевал в дальних краях, царица родила сына — царевича Гвидона. Однако сёстры молодой матери из зависти написали отцу новорождённого, будто супруга произвела на свет «неведому зверюшку». Вопреки ожиданиям обманщиц, царь не спешит расправиться с женой, а приказывает подождать с решением до его возвращения. Женщины, однако, не унимаются: подменяют подлинное послание от царя подложным, в котором якобы содержится приказ «и царицу, и приплод тайно бросить в бездну вод». Бояре, не заподозрив обмана, помещают мать с младенцем в бочку и бросают в море. Бочку выносит на необитаемый остров, причём Гвидон выходит из неё уже взрослым юношей. Чтобы прокормить мать, он мастерит лук и стрелу и идёт к морю на охоту. Там он спасает белую лебедь от коршуна, и та обещает отблагодарить его. На пустом острове появляется город, правителем которого становится Гвидон.
Мимо острова проплывают купцы и удивляются, видя на прежде необитаемом острове «город новый златоглавый, пристань с крепкою заставой». Гвидон принимает купцов как дорогих гостей, а в конце разговора передаёт поклон царю Салтану. По прибытии в царство Салтана они рассказывают ему о чудесном городе и приглашают его от имени князя Гвидона в гости.
Сам царевич, превратившись с помощью лебеди в комара, приплывает с купцами к отцу и слушает этот разговор. Но одна из завистливых сестёр, повариха, рассказывает Салтану о новом чуде света: поющей белке, которая живёт под елью и грызёт орешки с изумрудами и золотыми скорлупками. Услышав об этом, царь отказывается от поездки к Гвидону. За это комар жалит повариху в правый глаз.
После возвращения в свои владения Гвидон рассказывает лебеди о белке, и та переселяет её в его город. Для белки князь строит хрустальный дом.
В следующий раз купцы рассказывают Салтану о белке и передают новое приглашение от Гвидона. Царевич в образе мухи слушает и этот разговор. Ткачиха рассказывает о 33 богатырях, выходящих из моря во главе с дядькой Черномором. Салтан, услышав о новом чуде, опять отказывается от поездки, за что муха жалит ткачиху в левый глаз. Князь Гвидон рассказывает лебеди о 33 богатырях, и те появляются на острове.
И вновь купцы рассказывают царю Салтану о чудесах и передают новое приглашение. Гвидон в образе шмеля подслушивает. Сватья баба Бабариха рассказывает о царевне, затмевающей «днём свет божий», с месяцем под косой и горящей звездой во лбу. Услышав об этом чуде, Салтан в третий раз отказывается от поездки. За это шмель жалит Бабариху в нос, пожалев её глаза.
После возвращения Гвидон рассказывает лебеди о прекрасной царевне и говорит, что хочет на ней жениться. Та вновь исполняет желание Гвидона, потому что царевна со звездой во лбу — это она сама и есть. Купцы в очередной раз приезжают к царю Салтану, рассказывают ему о всех изменениях на острове и вновь передают приглашение Гвидона с укором: «К нам-де в гости обещался, а доселе не собрался».
В итоге царь Салтан отправляется в путь к острову Буяну. По прибытии он узнаёт в царице свою жену, а в молодых князе с княгиней — своего сына и невестку. На радостях он прощает злых сестёр и сватью, после чего отпускает их домой. Устраивается весёлый пир на весь мир, и все живут счастливо и богато.
