Andre bilde: Keiseren og prinsesse Turandot sitter på tronen. Calaf føres frem. Keiseren forsøker å få ham til å oppgi forsøket og spare sitt eget liv, men forgjeves. Turandot forteller at hun har gjort gåtene så vanskelige for at ingen skal kunne vinne henne – hun vil ikke tilhøre noen. Dette egger bare Calaf, og til hennes forferdelse klarer han å løse alle gåtene. Turandot ber sin far, keiseren, om ikke å utlevere henne til den ukjente. Calaf erklærer at han bare vil eie henne hvis hun elsker ham. Hvis hun innen soloppgang kan nevne hans rette navn og rang vil han overgi seg til bøddelen. Turandot går med på det, og både keiseren og hele hoffet håper hun ikke lykkes i å få rede på navnet.