Scène één. Petersburg in 1830. Een menigte van boeren, politie, zigeuners en anderen dwaalt over het Admiraliteitsplein op zoek naar plezier. Twee dansers vermaken de kermisgangers. Achteraan het podium staat een grote poppenkast. Twee speelgoedsoldaatjes snellen uit de kraam en slaan op hun trommels om de aandacht van het publiek te trekken. De Charlatan verschijnt voor de kraam. Het gordijn gaat open. Er zijn drie poppen te zien, elk in een kleine cel. Eén pop is een Moor met een donkere huidskleur, een andere is een mooie Ballerina, en de derde is Petroesjka. De drie verlaten hun cel om in het midden van het toneel een pantomime op te voeren. De Moor en Petroesjka houden allebei van de Ballerina, maar zij houdt van de Moor. Petroesjka is jaloers. Hij begint een gevecht met de Moor. De Charlatan stopt de pantomime abrupt. Het doek valt.
Scène 2. Er is geen muzikale introductie behalve tromgeroffel dat het begin van de scène aankondigt. Het gordijn gaat op en een deur gaat open. Petroesjka wordt door de deur geschopt. Hij valt. Hij redt zich op de begeleiding van akkoorden in C-groot en F♯-groot (het "Petroesjka-akkoord").
Hij staat onzeker en schudt met zijn vuist naar het portret van De Charlatan aan de muur. De muziek is een gewelddadige uitvoering van het "Petroesjka-akkoord", nu gescoord voor trompetten. Petroesjka valt op zijn knieën. De muziek wordt lyrisch als hij zijn zelfmedelijden, zijn liefde voor de ballerina en zijn haat tegen de charlatan uitbeeldt.
De ballerina komt en pointe binnen. Wanneer Petroesjka haar ziet, begint hij een vertoning van verwoede gebaren en atletische sprongen. De ballerina schrikt en snelt weg. Petroesjka valt wanhopig op de grond. De klarinetten bespotten hem. Hij vervloekt De Charlatan onder begeleiding van het "Petroesjka-akkoord" voor volledig orkest. Even kijkt Petroesjka uit zijn kamer naar de menigte op het Admiraliteitsplein op de "muziek van de menigte" uit scène één. Hij zakt in elkaar als klarinetten hem bespotten met het "Petroesjka-akkoord". Een trompetgeschal geeft het einde van de scène aan.
Scène drie. Er klinkt tromgeroffel als het doek opgaat. Terwijl Petroesja's kamer donker en kil was, is de kamer van de Moor schitterend van kleur. De muren zijn versierd met palmbomen, exotische bloemen, rondhuppelende witte konijnen en woestijnzand.
De Moor ligt lui op een dagbed te spelen met een kokosnoot. Hij schudt ermee. Er zit iets in! Hij probeert hem open te snijden met zijn kromzwaard, maar dat lukt niet. Hij gelooft dat het een god is en buigt in aanbidding ervoor.
De deur gaat open. De Charlatan brengt De Ballerina de kamer binnen. De ballerina wordt aangetrokken door de knappe verschijning van de Moor. Ze speelt een pikant deuntje op een speelgoedtrompet, in de originele orkestratie van 1911 voorgesteld door een kornet. De Moor probeert met haar te dansen, maar dat mislukt.
De Moor zit op het dagbed. De ballerina zit op zijn knieën. Ze knuffelen. Ze horen geluiden buiten de deur. Petroesjka is ontsnapt uit zijn cel, en stormt de kamer binnen om de ballerina te redden van de verleiding. Petroesjka valt de Moor aan, maar beseft al snel dat hij te klein en te zwak is. De Moor verslaat Petroesjka. De marionet vlucht voor zijn leven, terwijl de Moor hem achtervolgt. Het doek valt.
Scène vier. Het toneel is opnieuw de Shrovetide Fair. De avond valt. De menigte heeft veel plezier. Een dansende beer en orgeldraaiers vermaken de menigte. Natte verpleegsters voeren een dans op. Plotseling rent Petroesjka uit de poppenkast. De Moor achtervolgt hem en doodt hem met een slag van zijn kromzwaard. De menigte schrikt. De Charlatan komt binnen. Hij laat de menigte zien dat Petroesjka niets anders is dan een pop gevuld met stro. De menigte loopt langzaam weg, nog steeds verbijsterd over wat ze zojuist hebben gezien. De Charlatan blijft alleen achter. De geest van Petroesjka verschijnt op het dak van de poppenkast. Hij schudt met zijn vuist naar De Charlatan. Hij is doodsbang en haast zich weg. Petroesjka zakt over het dak van de poppenkast, zijn armen zwaaien heen en weer in de nacht.