A Babylone le grand prêtre Oroe accueille la foule dans le temple de Baal. La reine Sémiramis doit annoncer le nom de celui qu’elle a choisi d’épouser après la mort mystérieuse de son mari, le roi Ninus. Le prince Assur semble certain d’être désigné. Mais au moment où Sémiramis va parler, la flamme de l’autel s’éteint. Ce mauvais présage effraie l’assemblée et la cérémonie est remise à plus tard. Sémiramis réunit la cour et le peuple une nouvelle fois et finit par déclarer qu’elle épousera Arsace, le jeune commandant de l’armée assyrienne. A cet instant le spectre du roi Ninus sort de son mausolée et plonge l’assemblée dans l’effroi. Le fantôme de Ninus déclare qu’Arsace deviendra roi quand il aura immolé une victime en sa mémoire. Il s’éloigne sans avoir désigné cette victime laissant la reine profondément bouleversée.
Le prince Assur vient rappeler à Sémiramis ce qu’elle lui doit : ils ont été complices dans l’empoisonnement de son époux, le roi Ninus. Assur veut le trône en récompense de son forfait. Sémiramis le chasse en le soupçonnant d’avoir aussi assassiné son fils qui a disparu. Pendant ce temps, le grand prêtre Oroe apprend à Arsace qu’il est Ninias, le fils unique de Ninus et de Sémiramis. Le jeune homme découvre aussi le crime odieux qu’a commis sa mère mais il ne peut se résoudre à lui ôter la vie pour venger la mort de son père. Arsace finit par montrer à Sémiramis la lettre dans laquelle Ninus l’a accusée avant de mourir. Elle est partagée entre l’effroi et la joie d’avoir retrouvé son fils. Assur décide d’assassiner Arsace qui se rend dans le mausolée de Ninus pour se livrer à un sacrifice. Descendu dans le tombeau, Assur est en proie à des hallucinations : il croit voir le spectre du roi défunt. Pour protéger son fils qu’elle sent menacé, Sémiramis pénètre aussi dans le mausolée. Trompé par l’obscurité qui règne dans ce tombeau, Arsace tue sa mère en croyant frapper Assur. Saisi d’horreur devant sa mère mourante, il veut se suicider mais le grand prêtre l’en dissuade et l’emmène au palais où le peuple l’acclame comme son nouveau roi. Le traître Assur est arrêté. La vengeance du roi Ninus est accomplie.
