Германн Наумов, обрусевший инженер из Германии, за игрой в карты случайно слышит от приятеля Томского о секрете его бабки — комбинации, которая всегда выигрывает. Германн становится одержимым идеей узнать у старой графини данные карты.

Молодой офицер Германн фанатично предан карточной игре, но никогда не садится за игровой стол, боясь проиграть. Желая подшутить над ним, Елецкий рассказывает ему старую байку о старухе-графине, знающей тайну трёх карт, которые всегда магически выигрывают. На одном из балов Германн знакомится с Лизой, племянницей графини, и очаровывает её. Девушка даёт ему ключ от дома своей тётки. Ночью Германн проникает в дом графини, но не для того, чтобы увидеться с Лизой, а чтобы выпытать у графини тайну трёх карт. Графиня отказывается отвечать. Угрожая, Германн направляет на неё пистолет и старуха умирает от разрыва сердца. Ночью сходящему с ума Германну мерещится, что к нему явился призрак графини и назвал три выигрышные карты — тройка, семёрка и туз. Вне себя от счастья и окончательно спятив, Германн идёт на встречу с Лизой, которая всё ещё надеется, что он любит её. Но Германн не может говорить ни о чём, кроме карт. В отчаянии, Лиза бросается в канал. Вечером в игровом доме Германн ставит на кон всё своё состояние.

В опере об одержимости и вмешательстве сверхъестественных сил главный герой Герман разрывается между любимой женщиной и деструктивным пристрастием.