Калиновцы расходятся. Вместе с другой женщиной появляется странница Феклуша, хвалящая город за «бла-а-лепие», а дом Кабановых за особую щедрость к странникам. «Кабановы?» — переспрашивает Борис: «Ханжа, сударь, нищих оделяет, а домашних заела совсем», — поясняет Кулигин. Выходит Кабанова в сопровождении дочери Варвары и сына Тихона с женой Катериной. Она ворчит на них, но наконец уходит, разрешив детям пройтись по бульвару. Варвара отпускает Тихона тайком от матери выпить в гостях и, оставшись вдвоём с Катериной, беседует с ней о домашних отношениях, о Тихоне.
Катерина рассказывает о счастливом детстве в родительском доме, о своих горячих молитвах, о том, что она переживает в храме, воображая ангелов в солнечном луче, падающем из купола, мечтает раскинуть руки и полететь и, наконец, признается, что с ней происходит «неладное что-то». Варвара догадывается, что Катерина кого-то полюбила, и обещает по отъезде Тихона устроить свидание. Это предложение приводит Катерину в ужас. Появляется сумасшедшая барыня, грозящая тем, что «красота-то в самый омут ведёт», и пророчит адские муки. Катерина страшно пугается, а тут ещё «гроза заходит», она торопит Варвару домой к образам молиться.
Следующее действие
происходит на скамейке у ворот кабановского дома. Феклуша и Кабаниха беседуют о «последних временах», Феклуша говорит, что «за грехи наши» «время в умаление приходить стало», рассказывает о железной дороге («змия огненного стали запрягать»), о суете московской жизни как дьявольском наваждении. Обе ждут ещё худших времён. Появляется Дикой с жалобами на свою семью, Кабаниха упрекает его за беспорядочное поведение, он пытается ей грубить, но она это быстро пресекает и уводит его в дом выпить и закусить. Пока Дикой угощается, приходит присланный семьёй Дикого Борис, чтобы узнать, где глава семейства. Выполнив поручение, с тоской восклицает о Катерине: «Хоть бы одним глазком взглянуть на неё!» Вернувшаяся Варвара велит ему ночью приходить к калитке в овраге за кабановским садом.
Вторая сцена представляет ночное гулянье молодёжи, на свидание к Кудряшу выходит Варвара и велит Борису подождать — «дождёшься чего-нибудь». Происходит свидание Катерины и Бориса. После колебаний, мыслей о грехе Катерина не в силах противиться проснувшейся любви. «Что меня жалеть — никто не виноват, — сама на то пошла. Не жалей, губи меня! Пусть все знают, пусть все видят, что я делаю (обнимает Бориса). Коли я для тебя греха не побоялась, побоюсь ли я людского суда?»
Гроза.
снова на высоком берегу Волги. Тихон жалуется Кулигину на своё семейное горе, на то, что мать говорит о Катерине: «Её надо живую в землю закопать, чтоб она казнилась!» «А я её люблю, мне её жаль пальцем тронуть». Кулигин советует простить Катерину, но Тихон объясняет, что при Кабанихе это невозможно. Не без жалости говорит он и о Борисе, которого дядя посылает в Кяхту. Входит горничная Глаша и сообщает, что Катерина исчезла из дома. Тихон боится, как бы «она с тоски-то на себя руки не наложила!», и вместе с Глашей и Кулигиным уходит искать жену.
Появляется Катерина, она жалуется на своё отчаянное положение в доме, а главное — на страшную тоску по Борису. Её монолог заканчивается страстным заклинанием: «Радость моя! Жизнь моя, душа моя, люблю тебя! Откликнись!» Входит Борис. Она просит его взять её с собой в Сибирь, но понимает, что отказ Бориса вызван действительно полной невозможностью уехать вместе с ней. Она благословляет его в путь, жалуется на гнетущую жизнь в доме, на отвращение к мужу. Навсегда простившись с Борисом, Катерина начинает в одиночестве мечтать о смерти, о могиле с цветочками и птицах, которые «прилетят на дерево, будут петь, детей заведут». «Опять жить?» — с ужасом восклицает она. Подойдя к обрыву, она прощается с уехавшим Борисом: «Друг мой! Радость моя! Прощай!» и уходит.
Бросаясь к Катерине, Тихон обвиняет мать: «Маменька, вы её погубили!» и, не обращая внимания на грозные окрики Кабанихи, падает на труп жены. «Хорошо тебе, Катя! А я-то зачем остался жить на свете да мучиться!» — этими словами Тихона завершается пьеса.