Dos primos y caballeros, Palamón y Arcite, son capturados y encarcelados por Teseo, duque de Atenas, tras ser encontrados inconscientes después de su batalla contra Creonte. Su celda se encuentra en la torre del castillo de Teseo, con una ventana que da al jardín de su palacio. El prisionero Palamón se despierta una mañana de mayo y ve a la princesa Emelye, cuñada de Teseo, abajo en el patio recogiendo flores para una guirnalda. Al instante se enamora de ella, preguntándose si es humana o diosa; su gemido es escuchado por Arcite, que también se despierta y ve a Emelye. También se enamora de ella. Esto enfurece a Palamon, que cree que él la reclamó primero. Arcite argumenta que él también amaba a Emelye antes de que se estableciera que era humana, y añade que el amor no obedece a ninguna regla de todos modos.
La amistad entre Palamon y Arcite se deteriora rápidamente por su competencia por el amor de Emelye. Después de algunos años, Arcite es liberado de la prisión gracias a la ayuda y el consejo de Pirithous, un amigo común de Teseo y Arcite, modificando la sentencia de Arcite de prisión a exilio; pero Arcite se lamenta de que estar lejos de Emelye es peor que la prisión. Más tarde, regresa en secreto a Atenas disfrazado y entra al servicio de la casa de Emelye, para acercarse a ella. Palamón finalmente escapa drogando al carcelero y, mientras se esconde en un bosquecillo, oye a Arcite cantar sobre el amor y la fortuna.
Empiezan a batirse en duelo sobre quién debe quedarse con Emelye, pero se ven frustrados por la llegada de la partida de caza de Teseo. Teseo planea condenar a los dos a una ejecución sumaria, pero ante las protestas de su esposa y de Emelye, decide que compitan en un torneo en su lugar. Palamón y Arcite deben reunir 100 hombres cada uno y disputar un torneo judicial masivo, cuyo ganador se casará con Emelye. Las fuerzas se reúnen un año más tarde y Teseo les ofrece un suntuoso banquete. En la madrugada anterior al torneo, Palamón reza a Venus para que haga de Emilia su esposa; Emilia reza a Diana para que no se case, o para que se case con quien la ame de verdad; y Arcite reza a Marte para que gane. Teseo establece unas reglas para el torneo de forma que si algún hombre resulta gravemente herido, debe ser arrastrado fuera de la batalla y ya no está en combate. Debido a esto, el narrador (el Caballero) afirma que no hubo muertes en ninguno de los dos bandos.
Aunque tanto Palamón como Arcite luchan valientemente, Palamón es herido por una estocada fortuita de la espada de uno de los hombres de Arcite, y es descabalgado. Teseo declara que el combate ha terminado. Arcite gana la batalla, pero tras una intervención divina de Saturno, que se pone del lado de Venus, resulta mortalmente herido al ser arrojado por su caballo y caer sobre él antes de poder reclamar a Emelye como su premio. Mientras muere en la cama, le dice a Emelye que debería casarse con Palamón, porque sería un buen marido para ella. Tras un entierro heroico y un periodo de luto, Teseo proclama que Palamón debe casarse con Emelye, y así se cumplen dos oraciones.