霊妙な「前奏曲」が終わると、物語の舞台は、10世紀前半のベルギー、アントウェルペン（アントワープ）のスヘルデ河畔。ドイツ国王ハインリヒが、ハンガリー軍討伐の軍勢を募るため、アントウェルペンを訪れる。同地のブラバント公国の世継ぎであるゴットフリートは、しばらく前から行方不明になっている。後見人のテルラムント伯爵は、妻オルトルートに唆され、ゴットフリートの姉エルザを弟の殺害者として国王に訴える。無実の罪に問われたエルザは（決闘により有罪・無罪を決する）神の裁判にかかることを承諾し、テルラムントとの決闘相手として、彼女がある日、夢で見た高貴な騎士を選ぶと語る（♪「エルザの夢」）。軍令使が二度ラッパを吹くと、スヘルデ河上に一羽の白鳥に曳かれた小舟とともに、エルザが夢見た騎士が現れる。彼女は騎士の前にひざまずき、全てを彼に委ねることを誓う。決闘が始まると、騎士はにべもなくテルラムントを倒す。しかし、彼はテルラムントを助命する。

　アントウェルペンの城庭に座るテルラムント夫妻。オルトルートの正体は異教徒の魔女で、ゴットフリートを白鳥の姿に変えた黒幕だった。彼女はエルザに魔法をかけて、騎士の殺害を企てる。軍令使が現れ、テルラムントの追放と騎士をエルザの夫とするよう定めた旨を伝える。テルラムントは、神を欺く者と騎士を訴え、その名と素性を明かすことを迫る。しかし騎士は、エルザ以外の者がそれを求めることは許されないと拒む。

　騎士とエルザの結婚式が催される（♪「婚礼の合唱」）。二人は幸せに浸るが、夫の素性がどうしても気になったエルザは、禁を破って、その正体を問う。その時、四人の臣下を引き連れたテルラムントが、騎士に襲いかかる。騎士は、エルザから渡された剣で彼らを斬り倒す。そして、エルザを前に「もはや我らの幸せは終わった」と宣告する。騎士は、ハインリヒ王にテルラムントとのいきさつを説明したのち、自らの正体を明かす。彼は聖杯王パルジファルの息子にして、聖杯騎士「ローエングリン」であり、エルザを冤罪から救うという使命を果たしたが、自らの聖なる秘密が破られたからには、モンサルヴァートの聖杯城へ帰らなければならない。彼はハンガリー遠征に同行できないが、ドイツ軍の勝利によって国の平安は保たれることを予言する（♪「名乗りの歌」）。間もなく白鳥が小舟を曳いて迎えに来る。ローエングリンが黙祷を捧げると、一羽の白鳩が小舟の上へと飛んで来た。それを見たローエングリンは、白鳥をつないでいた鎖を解く。白鳥は湖に潜ると、やがて一人の少年へと姿を変える。この少年こそ、ゴットフリートであった。ローエングリンは悲しみを湛えつつ、白鳩が曳く小舟に乗って、はるか彼方へと去って行った（♪「別れの歌」）。悲嘆にくれたエルザは、弟の腕のなかで息絶える。