La historia comienza en el año 1402, cuando el emperador Otomano Bajazet, ha sido derrotado por Tamerlano. Asteria, que ama a Andrónico, aliado de Tamerlano, espera casarse con él para firmar la paz y conseguir que cesen las hostilidades con su padre. Pero Tamerlano se ha adelantado capturando a Bajazet, y auto-prometiéndose con Asteria, despreciando a Irene de Trebisonda y dándosela al griego. Tamerlano, sabiendo de los sentimientos de Andrónico, lo difama ante Asteria. Pero ayudado por Irene de incógnito, Andrónico prepara una venganza a Tamerlano. Sin saber este hecho Asteria y Bajazet están dispuestos a suicidarse, y hacer beber ese veneno también a Tamerlano. Irene impide el atentado, pero Bajazet bebe y muere envenenado ante los ojos del tártaro, quien apela a la benevolencia del tirano. El suicidio del rey hace recapacitar a Tamerlano, quien libera a Asteria que esperaba la muerte y al abúlico Andrónico, del mismo modo que toma a Irene en matrimonio. La ópera termina con un final agridulce, aunque la muerte del Otomano ha sido el medio para que Andrónico y Asteria puedan marchar a Grecia.