Нина ходит по саду и удивляется тому, что жизнь знаменитых актеров и писателей точно такая же, как жизнь обыкновенных людей, со своими бытовыми ссорами, перепалками, слезами и радостями, со своими хлопотами. Треплев приносит ей убитую чайку и сравнивает эту птицу с собой. Нина же говорит ему, что почти перестала понимать его, так как он стал выражать свои мысли и чувства символами. Константин пытается объясниться, но, увидев показавшегося Тригорина, быстро уходит.

Нина и Тригорин остаются вдвоем. Тригорин постоянно записывает что-то в записную книжку. Нина восхищается тем миром, в котором живут, по ее представлению, Тригорин и Аркадина, восхищается восторженно и считает, что их жизнь наполнена счастьем и чудесами. Тригорин же, напротив, рисует свою жизнь как мучительное существование. Увидев убитую Треплевым чайку, Тригорин записывает в книжечку новый сюжет для небольшого рассказа о молодой девушке, похожей на чайку. «Случайно пришел человек, увидел и от нечего делать погубил ее».

Проходит неделя. В столовой дома Сорина Маша признается Три-горину, что любит Треплева и, чтобы вырвать эту любовь из своего сердца, выходит замуж за Медведенко, хотя и не любит его. Тригорин собирается уезжать в Москву вместе с Аркадиной. Ирина Николаевна уезжает из-за сына, который стрелялся, а теперь собирается вызвать Тригорина на дуэль. Нина Заречная собирается тоже уезжать, так как мечтает стать актрисой. Она приходит попрощаться (в первую очередь с Тригориным). Нина дарит ему медальон, где обозначены строки из его книги. Открыв книгу на нужном месте, тот читает: «Если тебе когда-нибудь понадобится моя жизнь, то приди и возьми ее». Тригорин хочет последовать за Ниной, так как ему кажется, что это то самое чувство, Которое он искал всю жизнь. Узнав об этом, Ирина Аркадина на коленях умоляет не покидать ее. Однако, согласившись на словах, Тригорин договаривается с Ниной о тайном свидании по дороге в Москву.

Проходит два года. Сорину уже шестьдесят два года, он очень болен, но также полон жаждой жить. Медведенко и Маша женаты, у них есть ребенок, но счастья в их браке нет. Маше отвратительны и муж, и ребенок, а сам Медведенко очень от этого страдает.

Треплев рассказывает Дорну, который интересуется Ниной Заречной, ее судьбу. Она убежала из дома и сошлась с Тригориным. У них родился ребенок, но вскоре умер. Тригорин уже разлюбил ее и опять вернулся к Аркадиной. На сцене у Нины все складывалось, кажется, еще хуже. Играла она много, но очень «грубо, безвкусно, с завываниями». Она писала Треплеву письма, но никогда не жаловалась. В письмах подписывалась Чайкой. Ее родители знать ее не хотят и не пускают к дому даже близко. Сейчас она в городе. И обещала прийти. Треплев уверен, что не придет.

Однако он ошибается. Нина появляется совершенно неожиданно. Константин в который раз признается ей в любви и верности. Он готов все ей простить и всю жизнь посвятить ей. Нина не принимает его жертвы. Она до сих пор любит Тригорина, в чем и признается Треплеву. Она уезжает в провинцию играть в театре и приглашает Треплева взглянуть на ее игру, когда она станет великой актрисой.

Треплев после ее ухода рвет все свои рукописи и бросает их под стол, затем уходит в соседнюю комнату. В покинутой им комнате собираются Аркадина, Тригорин, Дорн и другие. Собираются играть и петь. Раздается выстрел. Дорн, сказав, что это, очевидно, лопнула его пробирка, уходит на шум. Вернувшись, он отводит Тригорина в сторону и просит его увести куда-нибудь Ирину Николаевну, потому что ее сын, Константин Гаврилович, застрелился.

Рассказчик (повествование идет от первого лица) вспоминает, как шесть-семь лет назад жил в имении Белокурова в одном из уездов Т-ой губернии. Хозяин «вставал очень рано, ходил в поддевке, по вечерам пил пиво и все жаловался мне, что он нигде и ни в ком не встречает сочувствия». Рассказчик – художник, но летом так обленился, что почти ничего не писал. «Иногда я уходил из дому и до позднего вечера бродил где-нибудь». Так он забрел в незнакомую усадьбу. Возле ворот стояли две девушки: одна «постарше, тонкая, бледная, очень красивая» и вторая – «молоденькая – ей было семнадцать-восемнадцать лет, не больше – тоже тонкая и бледная, с большим ртом и с большими глазами». Оба лица почему-то показались давно знакомыми. Он вернулся с чувством, будто видел хороший сон.

Вскоре в имении Белокурова появилась коляска, в которой сидела одна из девушек, старшая. Она приехала с подписным листом просить деньги для крестьян-погорельцев. Подписавшись в листе, рассказчик был приглашен в гости посмотреть, по выражению девушки, «как живут почитатели его таланта». Белокуров рассказал, что ее зовут Лидией Волчаниновой, живет она в селе Шелковка вместе с матерью и сестрой. Ее отец когда-то занимал видное место в Москве и умер в чине тайного советника. Несмотря на хорошие средства, Волчаниновы жили в деревне безвыездно, Лида работала учительницей, получая двадцать пять рублей в месяц.

В один из праздников они поехали к Волчаниновым. Мать и дочери были дома. «Мать, Екатерина Павловна, когда-то, по-видимому, красивая, теперь же сырая не по летам, больная одышкой, грустная, рассеянная, старалась занять меня разговором о живописи». Лида рассказывала Белокурову, что председатель управы Балаган «все должности в уезде роздал своим племянникам и зятьям и делает что хочет». «Молодежь должна составить из себя сильную партию, – сказала она, – но вы видите, какая у нас молодежь. Стыдно, Петр Петрович!» Младшая сестра Женя (Мисюсь, ибо в детстве она звала так «мисс», свою гувернантку) казалась совсем ребенком. Во время обеда Белокуров, жестикулируя, опрокинул рукавом соусник, но никто, кроме рассказчика, казалось, не заметил этого. Когда они возвращались, Белокуров сказал: «Хорошее воспитание не в том, что не прольешь соуса на скатерть, а в том, что ты не заметишь, если это сделает кто-нибудь другой. <...> Да, прекрасная, интеллигентная семья...»

Рассказчик стал бывать у Волчаниновых. Ему понравилась Мисюсь, она тоже симпатизировала ему. «Мы гуляли вместе, рвали вишни для варенья, катались в лодке <...> Или я писал этюд, а она стояла возле и смотрела с восхищением». Его особенно привлекало то, что в глазах юной провинциалки он выглядел талантливым художником, знаменитой личностью. Лида невзлюбила его. Она презирала праздность и считала себя трудовым человеком. Ей не нравились его пейзажи потому, что в них не показывались народные нужды. В свою очередь Лида не понравилась ему. Как-то он затеял с ней спор и сказал, что ее благотворительная работа с крестьянами не только не приносит пользы, но и вредна. «Вы приходите к ним на помощь с больницами и школами, но этим не освобождаете их от пут, а, напротив, еще больше порабощаете, так как, внося в их жизнь новые предрассудки, вы увеличиваете число их потребностей, не говоря уже о том, что за книжки они должны платить земству и, значит, сильнее гнуть спину». Лидин авторитет был непререкаем. Мать и сестра уважали, но и боялись ее, взявшей на себя «мужское» руководство семьей.

Наконец рассказчик признался Жене в любви вечером, когда она провожала его до ворот усадьбы. Она ответила ему взаимностью, но тут же побежала все рассказать матери и сестре. «Мы не имеем тайн друг от друга...» Когда на следующий день он пришел к Волчаниновым, Лида сухо объявила, что Екатерина Павловна с Женей уехала к тете, в Пензенскую губернию, чтобы затем, вероятно, отправиться за границу. По дороге обратно его нагнал мальчишка с запиской от Мисюсь: «Я рассказала все сестре, и она требует, чтобы я рассталась с вами... Я была не в силах огорчить ее своим неповиновением. Бог даст вам счастья, простите меня. Если бы вы знали, как я и мама горько плачем!» Больше он не видел Волчаниновых. Как-то по дороге в Крым он встретил в вагоне Белокурова, и тот сообщил, что Лида по-прежнему живет в Шелковке и учит детей. Ей удалось сплотить возле себя «сильную партию» из молодых людей, и на последних земских выборах они «прокатили» Балагина. «Про Женю же Белокуров сообщил только, что она не жила дома и была неизвестно где». Постепенно рассказчик начинает забывать про «дом с мезонином», про Волчаниновых, и только в минуты одиночества он вспоминает о них и: «...мало-помалу мне почему-то начинает казаться, что обо мне тоже вспоминают, меня ждут и что мы встретимся... Мисюсь, где ты?»