Действие оперы переносит в эпоху одного из самых неоднозначных правителей Руси — Ивана Грозного. В основе «Царской невесты» — реальные исторические события, касающиеся непродолжительного и загадочного брака русского царя. Все главные герои оперы — Иван Грозный, Марфа, опричники Малюта Скуратов и Грязной, лекарь Бомелий, жених Марфы Иван Лыков — это реальные персонажи. Вымышленным является только образ Любаши.

Известно, что третья жена Грозного, Марфа Собакина, умерла через две недели после свадьбы. Истинные причины смерти молодой здоровой девушки, которую правитель сам выбрал из двух тысяч претенденток, до сих пор остаются загадкой для историков. Эта таинственная трагедия будоражит умы уже на протяжении нескольких столетий. В XIX веке драматург Лев Мей предложил свою, романтическую версию случившегося. Сюжет его драмы представляет собой сложный любовный многоугольник, в котором трагически переплелись судьбы пяти человек — Марфы, Ивана Лыкова, Любаши, Грязного и Ивана Грозного.

Пирушка

Горница в доме опричника Григория Грязного. Григорий в раздумье: горячо полюбил он Марфу, дочь купца Собакина, но она просватана за молодого боярина Ивана Лыкова. Чтобы забыться, Грязной решил устроить пирушку, куда пригласил царского лекаря Бомелия; к нему у Грязного есть важное дело.

Приходят гости: опричники во главе с Малютой Скуратовым — другом Грязного, Иван Лыков и долгожданный Елисей Бомелий. Лыков рассказывает о чужих краях, откуда он недавно вернулся. Все славят государя Ивана Грозного, пируют и веселятся. Малюта вспоминает о Любаше. «Кто это... Любаша?» — спрашивает Бомелий. «Любовница Грязного, чудо-девка!» — отвечает Малюта. Грязной зовет Любашу, та по просьбе Малюты поет песню о горькой доле девушки, вынужденной идти замуж за нелюбимого.

Гости расходятся, Григорий задерживает Бомелия. Любаша, почуяв недоброе, подслушивает их разговор. Грязной просит у Бомелия приворотного зелья — «чтоб девушку к себе приворожить».

Лекарь обещает помочь. После ухода Бомелия Любаша горько упрекает Григория в том, что он разлюбил ее. Но Грязной не слушает девушку. Звонят к заутрене. Григорий уходит.

Любаша клянется отыскать разлучницу и отворожить ее от Грязного.

Приворотное зелье

Улица в Александровской слободе. Из монастыря после вечерни выходят прихожане.

Марфа рассказывает подружке о женихе Иване Лыкове. Вдруг из ворот монастыря появляется отряд опричников. Она не узнает во главе отряда царя Ивана Грозного, но его пристальный взгляд пугает Марфу. Лишь увидев отца и жениха, Марфа успокаивается.

Собакин приглашает Лыкова в дом, девушки идут вслед за ними. У дома Собакиных появляется Любаша. Она хочет видеть свою соперницу и заглядывает в освещенное окно.

Любаша поражена красотой Марфы. В отчаянной решимости она бросается к Бомелию и просит его продать зелье, которое могло бы извести человеческую красоту. Бомелий соглашается в обмен на ее любовь. Возмущенная Любаша хочет уйти, но лекарь грозит рассказать о ее просьбе Грязному. Доносящийся из дома Собакиных смех Марфы заставляет Любашу согласиться на условие Бомелия.

Дружка

Горница в доме купца Собакина. Хозяин рассказывает Лыкову и Грязному о том, что Марфа вместе с Дуняшей и другими боярскими дочерьми вызвана во дворец к царю на смотрины.

Встревожен Лыков, встревожен и Грязной. Собакин пытается успокоить жениха. Грязной вызывается быть дружкой на свадьбе у Лыкова.

Входит Домна Сабурова — мать Дуняши — и рассказывает о смотринах невест у царя.

Царь едва взглянул на Марфу, но зато был очень ласков с Дуняшей. Лыков облегченно вздыхает. Григорий наливает две чарки — поздравить жениха и невесту, в чарку Марфы он подсыпает приворотное зелье. Как только Марфа входит в горницу, Григорий поздравляет нареченных, подносит им чарки. Марфа по старинному обычаю выпивает свою чарку до дна. Сабурова запевает величальную песню, которую подхватывают подружки невесты.

Торжественно появляется Малюта с боярами и объявляет волю Грозного — Марфа выбрана сочетаться браком с государем и стать царицей.

Невеста

Царский терем. Собакин опечален болезнью дочери: тяжелый неведомый недуг томит ее.

Грязной приходит с царским словом и докладывает Марфе, что Лыков якобы покаялся в своем намерении извести Марфу зельем и царь приказал казнить его, что и выполнил он, Грязной, собственноручно. Марфа в беспамятстве падает на пол. Очнувшись, она никого не узнает: принимает Грязного за Лыкова, ласково заговаривает с ним, вспоминая проведенные с женихом счастливые дни. Потрясенный Грязной сознается, что оклеветал Лыкова и сам погубил Марфу, поднеся ей приворотное зелье. Грязной в отчаянии готов принять «грозный суд», но перед этим он хочет «разведаться» с обманувшим его Бомелием. «Разведайся со мною», — говорит ему появившаяся Любаша. Она рассказывает, что подменила отравой приворотное зелье, которое дали Марфе. Григорий убивает ее ударом ножа.

Но Марфа ничего не замечает. Все ее мысли в прошлом, с Лыковым.