Acte I

Dans les montagnes de Californie, les mineurs se retrouvent au « Polka bar » pour boire et jouer aux cartes. La taverne est tenue par Minnie, jeune femme adorée de tous, épaulée de Nick. Elle abrite le coffre fort dans lequel tous les mineurs déposent leur or. De nombreux chercheurs d'or ont le mal du pays et la nostalgie de leur terre d'origine où les attendent leur famille. Parmi eux, Larkens qui parvient à rentrer chez lui grâce à la solidarité des mineurs qui se cotisent, ou le chanteur Jake Wallace. Chacun attend l'arrivée de Minnie, dont ils se croient le préféré, ce qui attise les jalousies et les tensions. Le shérif, Jack Rance, accueille Ashby, directeur de l'agence Wells Fargo. Les deux hommes préparent la traque d'un voleur de grand chemin mexicain, Ramerrez.

Arrive Minnie, qui calme les tensions et se trouve rapidement au centre des attentions de chacun. Elle entreprend alors de faire la classe aux hommes en manque d'éducation, leur lisant la Bible. Le courrier est distribué et Ashby apprend de Nina Micheltorena, l'ancienne maîtresse de Ramerrez, où trouver ce dernier. La taverne se vide et le shérif Rance se retrouve seul avec Minnie. Il lui déclare sa flamme. Mais elle le repousse car elle rêve du grand amour, comme celui qui unissait ses propres parents.

Leur conversation est interrompue par un étranger de passage se faisant appeler Dick Johnson, de Sacramento. A sa vue, Minnie se précipite pour l'accueillir. Ils se remémorent alors le temps jadis où ils se sont connus. Johnson lui avait proposé « d'aller cueillir des mûres », mais Minnie avait refusé. Ils n'ont cependant jamais cessé de s'aimer depuis. Jaloux, Rance rappelle les mineurs pour chasser l'intrus. Mais un mot de Minnie qui se porte garante, suffit à faire de Johnson l'hôte de chacun. Johnson invite Minnie à danser. Arrive alors Ashby qui a capturé un homme de Ramerrez. Celui-ci propose de conduire les mineurs au bandit en échange de la garantie qu'il aura la vie sauve. A la vue de Jonhson qui n'est autre, en fait, que Ramerrez, il lui glisse toutefois qu'il n'a rien révélé et que les hommes sont prêts à agir à son signal pour dérober le trésor de la taverne. Au moment de donner le signal, Johnson y renonce toutefois, car celui-ci est gardé par Minnie, qui jure de préférer mourir que de laisser cet or être volé. Les deux jeunes gens se donnent rendez-vous dans la cabane de Minnie.

Acte II

Dans la cabane de Minnie, ses deux domestiques indiens, Billy et Wowkie bavardent en s'occupant de leur nouveau-né. Le premier propose à la seconde de l'épouser. Minnie rentre et explique qu'elle attend un invité pour le soir. Elle se prépare, peu habituée aux rendez-vous galants. Paraît alors Johnson. Minnie l'interroge afin de dissiper un soupçon : pourquoi est-il passé par la taverne ? Et connait-il la Micheltorena ? Johnson détourne la conversation, en lui faisant parler de sa vie, solitaire, dans la montagne. Elle expose ensuite sa conception de l'amour. Johnson lui demande un baiser. Minnie renvoie Wowkie et propose à Johnson de rester une heure de plus. Elle accepte alors de lui offrir son premier baiser. Lorsque Johnson veut s'en aller, la neige l'en empêche. Minnie l'installe dans son lit, s'installant un matelas près de la cheminée. Avant de s'endormir, elle demande une nouvelle fois s'il connait la Mecheltorena : il répond qu'il ne l'a jamais rencontrée.

Dehors, les bruits de la traque de Ramerrez se font entendre. Johnson se cache, au moment même où Rance, Ashby, Nick et Sonora, un autre mineur, font irruption, ayant suivi la trace de Ramerrez jusqu'à la cabane. Ils annoncent à Minnie ce que la Micheltorena leur a révélé : Johnson n'est autre que Ramerrez. Nick s'aperçoit que Johnson est caché dans la cabane et comprend que Minnie le cache. Il détourne alors l'attention des autres pour protéger le secret de la jeune femme. Une fois les quatre hommes partis, Johnson quitte sa cachette et tente de se justifier : il est bien Ramerrez, un bandit, fils de bandit, qui n'a eu d'autre choix que d'embrasser cette profession. Mais il a renoncé à son projet de vol de la taverne quand il l'a reconnue et il a espéré obtenir la rédemption en restant près d'elle. Minnie lui pardonne d'être un voleur, mais pas d'être l'amant de la Micheltorena, de lui avoir menti à ce sujet, et de lui avoir volé son premier baiser en lui faisant croire qu'il était à elle seule. Elle le chasse, mais, à peine dehors, Johnson essuie des coups de feu et revient, blessé. Lui déclarant son amour, Minnie le cache. Rance revient alors, sûr de le trouver là. Il fouille la cabane et finit par trouver le fugitif, trahi par des gouttes de sang. Johnson s'évanouit. Minnie lui propose alors un marché : ils joueront une partie de poker. Si Rance gagne, il aura la vie de Johnson et elle se donnera à lui. S'il perd, il les laissera vivre en paix tous les deux. Falsifiant le jeu de carte, Minnie remporte la partie. Elle chasse Rance dans un rire démoniaque.

Acte III

Une semaine plus tard, les mineurs regrettent le temps où Minnie était là pour s'occuper d'eux. Soudain Ashby annonce que Ramerrez a été apperçu : les mineurs s'apprêtent à le capturer. Rance, amer d'avoir perdu Minnie, se réjouit en secret des larmes qu'elle versera bientôt. De loin, les mineurs suivent la traque, et exultent quand le bandit est enfin capturé : le prisonnier est promis à la pendaison. Nick, toujours animé par son amour pour Minnie, agit en coulisse pour reporter l'exécution et pour que la jeune femme soit prévenue. Accusé de meurtre, Ramerrez affirme qu'il n'a jamais tué. C'est finalement sa liaison avec Minnie qui lui est le plus vertement reproché. Le bandit accepte son sort, mais demande que Minnie se soit pas mise au courant de son exécution : qu'elle le croit libre et en fuite. Les mineurs préparent l'exécution, mais Minnie surgit à temps. Elle invoque toutes les attentions qu'elle leur a prodiguées durant des années et demande en retour leur clémence pour le bandit. Un par un, tous les mineurs plient devant les souvenirs qu'elle évoque. Ramerrez, sauvé, marche vers la rédemption aux côtés de Minnie qui laisse les mineurs dans la mélancolie et Rance dans la rage de la voir partir avec son amant.