Konstantin, le fils d’Arkadina (une célèbre actrice), a écrit une pièce de théâtre. Elle doit être jouée à l’extérieur, sur le domaine de son oncle Sorin, avec en vedette la femme dont Konstantin est amoureux, Nina. En attendant que la pièce de Konstantin commence, Medvedenko, l’instituteur local, demande à Masha, dont il est amoureux, pourquoi elle porte toujours du noir. Masha, amoureuse de Konstantin, est en deuil de sa vie. Sorin et Konstantin entrent, parlant de l’ennui de la campagne, et Konstantin s’étend sur son désir de « nouvelles formes » dans le théâtre. Il a demandé à Yakov et aux ouvriers de lui ériger un théâtre de fortune dans le jardin, et Konstantin en est ravi. Sorin et Konstantin parlent de la mère de Konstantin, Arkadina, et Konstantin opine que sa mère et lui représentent des traditions théâtrales entièrement différentes, et dit à Sorin qu’il aspire à devenir un écrivain célèbre.
Sorin change de sujet et s’enquiert du nouvel homme d’Arkadina, Trigorin, auquel Konstantin semble indifférent. Trigorin est un écrivain célèbre. Nina arrive, interroge Konstantin sur Trigorin. Konstantin lui avoue son amour, mais elle ne lui rend pas directement la pareille. Nina dit à Konstantin que sa pièce ressemble plus à une récitation qu’à une pièce de théâtre – il n’y a pas de personnages vivants ni d’action.
Tous les personnages se rassemblent pour regarder la pièce, et, après qu’Arkadina et Konstantin aient cité quelques lignes de Hamlet, la pièce commence. Nina est assise sur une pierre, habillée de blanc, et donne un monologue sur une apocalypse dans laquelle toutes les âmes du monde sont fusionnées en une seule. Arkadina interrompt la pièce par des apartés comiques jusqu’à ce que Konstantin perde son sang-froid, baisse le rideau et parte en trombe. Lorsque Sorin réprimande Arkadina pour son insensibilité, elle se met elle aussi en colère parce que Konstantin a essayé de lui donner » une leçon d’objet » de théâtre et d’écriture.
Arkadina mène des réminiscences des années passées, quand Dorn, le médecin local, était le « leading man » romantique du bord du lac. Masha part à la recherche de Konstantin, et Dorn demande à Yakov, un ouvrier, de soulever le rideau. Trigorin dit à Nina, lorsqu’elle apparaît, qu’il n’a pas compris la pièce, et Nina sort pour rentrer chez elle. Dorn, resté seul, dit qu’il a aimé la pièce, et il le dit à Konstantin lorsqu’il réapparaît, l’émouvant profondément. L’écriture doit avoir des objectifs clairs, dit Dorn. Masha apparaît alors à la sortie de Konstantin et avoue à Dorn son amour pour Konstantin alors que le rideau tombe.
Le rideau du deuxième acte se lève sur une discussion, menée par Arkadina, pour savoir qui d’Arkadina ou de Masha paraît le plus jeune. Le verdict, assure Arkadina, est en sa propre faveur. Nina entre avec Sorin, car ses parents sont partis pour quelques jours, et elle est donc libre de faire ce qu’elle veut. Une dispute entre Shamrayev, le gérant du domaine de Sorin et le père de Masha, et Arkadina au sujet des chevaux de calèche conduit Arkadina à partir en trombe après avoir annoncé qu’elle va immédiatement partir pour la ville.
Sorin part persuader Arkadina de rester, et Polina, la femme de Shamrayev fait des avances romantiques à Dorn. Elle est furieuse quand il les ignore. Alors que Dorn et Polina sortent, Nina, restée seule sur scène, réfléchit à l’étrangeté des personnes célèbres – Trigorin et Arkadina. Konstantin entre et présente à Nina une mouette qu’il a abattue et la dépose à ses pieds. Elle ne comprend pas le symbolisme de l’objet. Trigorin entre, prenant des notes pour une histoire sur Masha, et une conversation s’engage entre Nina et Trigorin sur les difficultés d’écrire et d’être créatif. Trigorin décrit l’écriture comme une obsession plus ou moins dépourvue de plaisir : et Trigorin sait qu’il ne joue pas dans la cour des Tourgueniev ou des Tolstoï.
Lorsqu’il voit la mouette de Konstantin, Trigorin a l’idée d’une histoire sur un homme qui vient et détruit tout à fait par hasard une jeune fille. Puis, par une fenêtre, Arkadina apparaît pour annoncer à Trigorin qu’ils restent.
L’acte 3 commence avec Masha qui raconte sa vie à Trigorin, clairement dans l’espoir qu’il puisse un jour en faire une fiction. Elle s’est mise à boire et a résolu d’épouser Medvedenko, malgré le fait qu’elle soit toujours amoureuse de Konstantin. On découvre que Konstantin a tenté de se tuer depuis l’acte 2.
Nina offre à Trigorin un médaillon sur lequel elle a fait graver ses initiales, ainsi que le titre de son livre. Après qu’elle soit sortie, Trigorin lit le médaillon et découvre une inscription : « Jours et Nuits, page 121, lignes 11 et 12 ». Il sort rapidement pour trouver une copie de son livre afin de découvrir à quelle ligne Nina fait référence. Pendant ce temps, Arkadina et Sorin ont une discussion à propos de Konstantin, et Sorin demande à Arkadina de donner de l’argent à Konstantin. Elle refuse. Après la sortie de Sorin, Konstantin entre et demande à Arkadina de donner de l’argent à Sorin. Elle refuse. Arkadina panse alors la tête de Konstantin et ils se souviennent ensemble de l’enfance de Konstantin. Leur discussion se transforme rapidement en une dispute qui laisse Konstantin en larmes. Arkadina promet à Konstantin que, comme elle emmène Trigorin, Nina lui reviendra et qu’il sera à nouveau heureux. Konstantin sort.
Trigorin entre. Il a découvert, bien qu’il ne le révèle pas à Arkadina, la phrase à laquelle Nina faisait référence – « Si jamais tu as besoin de ma vie, alors viens et prends-la ». Trigorin et Arkadina ont ensuite une conversation, au cours de laquelle elle le persuade de rester avec elle par la seule flatterie. Ravi d’avoir persuadé Trigorin, le groupe d’Arkadina part pour la ville, mais à la dernière minute, Trigorin entre pour trouver son bâton. Nina le rencontre, les deux s’arrangent pour se retrouver dans un hôtel de Moscou, et partagent un baiser au moment où le rideau tombe.
Deux ans se sont écoulés au moment où s’ouvre l’acte 4. La scène se déroule dans une pièce de la maison de Sorin qui est devenue le bureau de Konstantin. Konstantin a maintenant été publié en tant qu’écrivain, et est maintenant assez connu. Medvedenko et Masha sont maintenant mariés, et Medvedenko rentre chez lui pour s’occuper de leur bébé. Masha continue, péniblement, à fréquenter Konstantin, et sa mère prépare un lit dans la chambre pour Sorin qui est tombé malade. Nous apprenons que Nina a eu un bébé qui est mort, qu’elle est devenue une actrice médiocre et qu’elle est actuellement de retour en ville, reniée par ses parents. Konstantin est maintenant un écrivain publié et, lorsque Arkadina et Trigorin entrent, Trigorin apporte un magazine contenant un article de Konstantin. Une table de cartes est installée au milieu de la pièce et, alors que tout le monde s’installe pour jouer au loto, Konstantin sort.
Pendant qu’il est sorti, nous entendons diverses opinions sur ses écrits – Shamrayev note qu’il reçoit de mauvaises critiques, Trigorin dit qu’il n’a pas encore trouvé sa propre voix, Dorn dit qu’il aime ses histoires et Arkadina révèle qu’elle n’en a jamais lu aucune. Konstantin reste seul dans la pièce alors que tout le monde est parti dîner, et prononce un soliloque sur son désir de nouvelles formes. Nina frappe à la fenêtre et entre, et Konstantin et elle ont une conversation frénétique, dans laquelle elle prétend être « la mouette » avant de sortir. Konstantin déchire ses manuscrits et sort. Lorsque tout le monde revient, Shamrayev dévoile la mouette en peluche que Konstantin a abattue au deuxième acte. Une détonation est entendue hors de la scène, et Dorn dit à tout le monde qu’une bouteille d’éther a éclaté, et sort pour enquêter. A son retour, il prend Trigorin à part et lui dit de faire sortir Arkadina de la pièce – Konstantin s’est tiré dessus.