Ночь. Мрачное ущелье. Сюда с опаской спускается Додоново войско. Стая хищных птиц вьется над трупами убитых царевичей. Додон оплакивает детей, вонзивших мечи друг в друга. Полкан призывает отомстить за жестокое убийство. Но кому? Наступает рассвет. Вырисовываются очертания роскошного шатра. Вот где укрылся враг! Пушкари, дрожа от страха, по приказу Полкана наводят пушки на шатер. Медленно распахиваются его створки. И доблестная рать пускается наутек. Только Додон и Полкан замирают в ожидании. Из шатра выходит чудная красавица, та самая, что приснилась царю. Она называет себя Шемаханской царицей и объявляет, что собирается завоевать город Додона. Рабыни подносят ему чашу с вином, а она поет прекрасные песни и танцует. Додон на все готов ради царицы. Чтобы развеять се грусть, он, повязав голову платочком, пускается в шутовской пляс и, наконец, предлагает ей выйти за него замуж и ехать домой.
С нетерпением и страхом ожидает народ возвращения царя. Почему молчит Петушок? Что случилось? Народ молит Амелфу рассказать правду. Ключница выдумывает сказки о подвигах Додона и сообщает, что царь едет не один, а с девицей, которая станет царицей. Гвидон же и Афрон погибли злою смертью. Приближается торжественное шествие царя Додона и Шемаханской царицы. Причудлива свита невесты. Кого только нет здесь: и великаны, и карлики, и одноглазые страшные циклопы, и рабыни, и арапчата. Царя и царицу радостно приветствует раболепный народ. Но веселье нарушает неожиданно появившийся Звездочет. Ведь обещал Додон за редкий подарок — Золотого петушка — исполнить все, что пожелает Звездочет. И вот время приспело. Волшебник, не сводя взора с красавицы, просит отдать ему Шемаханскую царицу. Та же зло хохочет. Додон пытается отговорить старика, готов отдать ему полцарства, но не нужна Додонова страна Звездочету, только девицу требует он. Тогда в ярости царь ударяет жезлом по лбу Звездочета и убивает его. Солнце прячется за тучи, гремит гром. Вся столица содрогнулась, только Шемаханской царице все нипочем — смеется она. Додон в страхе: как бы не было беды. И точно: Петушок покружился над Додоном и клюнул его; тот упал замертво. Раздались страшные раскаты грома, небо заволокло тучами, наступила полная тьма. Как только снова просветлело, обнаружилось исчезновение Петушка и царицы. Народ тоскливо оплакивает царя Додона.
Появившийся Звездочет объясняет зрителям: кровавая развязка не должна их волновать.
«Золотой петушок», имеющий авторский подзаголовок «небылица в лицах», — редкий в мировой классике пример сатирической оперы. В соответствии со своим замыслом композитор показал здесь два мира. Остро шаржированно охарактеризованы царь и его свита. Пародией на героику звучат высказывания Додона, дающей речью наделен Полкан, причетом — ключница Амелфа. В противовес им образы загадочного мудреца Звездочета и жестоко-обольстительной Шемаханской царицы окутаны фантастикой. Вместе с тем музыкальный язык оперы глубоко национален: в нем отражены особенности русской песенности и бытовых жанров, ориентальные мотивы.
Краткое оркестровое вступление открывается запорным кличем Петушка, который сменяется восточной мелодией, прихотливо изысканной, исполненной любовного томления. А прозрачный звон колокольчиков уведомляет о выходе Звездочета в прологе.