Amberes en la primera mitad del siglo X. El rey Heinrich der Vogler ha venido a Brabante para llamar a la población a las armas contra los húngaros. Le pregunta a Friedrich von Telramund por qué los brabantinos no tienen líder y luchan entre ellos. El propio Telramund reclama el ducado y sostiene que, tras la muerte del duque de Brabante, su hija Elsa, para hacerse con el poder, había eliminado a su hermano Gottfried, heredero del título. Por esta razón Telramund prefirió casarse con Ortrud, que desciende de una raza pagana, en lugar de Elsa, a pesar de que se lo prometió el viejo duque. El rey entonces convoca a Elsa quien, en lugar de defenderse de estas acusaciones, recuerda en un trance la visión de un caballero enviado por Dios, quien la defenderá, demostrará su inocencia y luego será su esposo y soberano. El rey decide zanjar el asunto mediante una prueba de combate singular. Al principio no se presenta ningún campeón. Pero después de repetidos los toques de trompeta, aparece sobre el río un caballero, Lohengrin, en un bote tirado por un cisne. Cuando ha desembarcado, el caballero desafía a Telramund a un duelo. Proclama que exculpará a Elsa y la convertirá en su esposa. Sin embargo, con la condición de que ella acceda a no preguntarle nunca ni su nombre ni de dónde viene. Elsa acepta sin dudarlo. En un breve duelo, Lohengrin derrota a Telramund pero le perdona la vida. Elsa y Lohengrin se llevan triunfantes a través de la multitud regocijada.
La fortaleza de Amberes. Por la noche, mientras se celebra en el castillo la fiesta en honor a Elsa y Lohengrin, Telramund y Ortrud se sientan en un rincón exterior, en las escaleras de la iglesia. Telramund despotrica contra su esposa, diciendo que ella es la causa de su ruina y que ella, en su ansia de poder, lo engañó y lo indujo a acusar injustamente a Elsa. Ortrud responde que el extranjero ganó el duelo por arte de magia, y agregó que si se veía obligado a revelar su nombre o si era posible cortar incluso la parte más pequeña de su cuerpo, perdería inmediatamente todos sus poderes mágicos. Ortrud convence a Telramund para que elabore un plan de venganza. Cuando Elsa aparece en el balcón, Ortrud ordena a Telramund que se esconda. Fingiendo estar triste, logra despertar la compasión de Elsa. No sin antes haber evocado con entusiasmo la ayuda de los paganos para lograr su propia venganza, Ortrud muestra sospechas en la mente de Elsa sobre el caballero enviado por Dios. De esta forma también logra meterse en el castillo. Amanece y el heraldo anuncia los deseos del rey: que Telramund sea desterrado y que se celebre inmediatamente la boda entre Elsa y el caballero extranjero, el nuevo protector de Brabante. Furioso, Telramund quiere acusar al caballero de hechicería, pero cuatro nobles lo mantienen fuera de la vista de la multitud por el momento. Con la fiesta de bodas, Elsa se dirige a la iglesia, cuando Ortrud da un paso al frente para difamar los nobles orígenes de su novio. Entran el rey y Lohengrin, y ahora es Telramund quien da un paso al frente. Acusa al caballero de brujería y le ordena que declare públicamente su nombre y linaje. Lohengrin dice que le debe esta respuesta solo a Elsa. La doncella está desgarrada por la duda y Telramund aprovecha para susurrarle al oído que está dispuesto a quedarse a su lado esa noche. A una llamada de ella, cortaría una pequeña parte del cuerpo del caballero para romper el hechizo mágico y obligar al extraño a quedarse con ella para siempre. Aunque conmocionada, Elsa reitera su confianza en su salvador y los novios son llevados a la iglesia.
La cámara nupcial; el campo a orillas del Escalda. Después de la marcha nupcial, Elsa y Lohengrin se quedan solos. Declaran su amor pero, aunque a Elsa le gustaría desentrañar el misterio que rodea a Lohengrin, esta última hace todo lo posible para evitar la pregunta prohibida. Justo cuando Elsa rompe su promesa de no preguntar, Telramund y cuatro nobles irrumpieron en la habitación. Lohengrin mata a Telramund. Consciente a estas alturas de que ha perdido a Elsa, Lohengrin le dice que dará su respuesta en público. A la mañana siguiente, a orillas del Escalda, el rey recibe a los brabantinos que parten para la guerra. El misterioso caballero también aparece, anunciando que ha matado a Telramund en legítima defensa y que ha sido traicionado por Elsa, quien le pregunta su nombre y origen. Por tanto, ahora revela su identidad. Es Lohengrin, hijo de Parsifal, rey del Grial. Enviado para combatir el mal, está protegido por un poder divino, que sin embargo se desvanece si revela su nombre. Ni las súplicas de Elsa ni las de la multitud persuadieron a Lohengrin de quedarse. En el río ya ha reaparecido el cisne para llevarse al caballero de donde vino. Lohengrin se despide de Elsa y predice la victoria del rey. Luego, cuando Ortrud revela que convirtió a Gottfried en el cisne mediante un hechizo mágico, Lohengrin se arrodilla en oración. Una paloma desciende al barco, el cisne se desvanece en el agua y vuelve a emerger como Gottfried, listo para gobernar Brabant. Ortrud cae al suelo y mientras Lohengrin se aleja flotando en el barco, Elsa se desmaya en los brazos de su hermano.
