Праздник огня. В священном лесу появляется Солор с группой охотников, преследующих тигра. По знаку Солора охотники направляются в глубь леса. Вслед за этим Солор приказывает факиру Магдавае передать Никии, что он ждет ее.

Раскрываются двери храма, и оттуда торжественно выходят Великий брамин, индусские священники и баядерки. Идут приготовления к празднику огня. Великий брамин требует выхода баядерки Никии — она должна украсить своими танцами процессию.

Фанатики огнепоклонники истязают себя ножами и огнем. Закутанная в покрывало, на сцену выходит Никия. К ней подходит Великий брамин, поднимает покрывало и дает знак начать танец. Никия танцует. Великий брамин не в силах скрыть от нее свои чувства. Но баядерка напоминает ему о его сане и отвергает пылкие признания. Брамин грозит отомстить Никии. Факир Магдавая, уловив удобное мгновение, передает Никии слова Солора.

Наступает ночь. Луна освещает голубоватым светом лес и пагоду. Солор в сопровождении факира приближается к храму. Он ждет свою возлюбленную.

В одном из окон мелькает свет. Солор подходит к окну. И через мгновение заключает Никию в свои объятия, клянется в безграничной любви и верности. Он предлагает Никии бежать навсегда из этих мест. Внезапно в дверях пагоды возникает фигура Великого брамина. Увидев Никию в объятиях Солора, он решает жестоко отомстить отвергнувшей его баядерке и своему сопернику.

Наступает утро. Влюбленным нужно расстаться. Из леса выходят охотники. Они несут убитого тигра. Им навстречу идут баядерки за священной водой. Солор весь во власти воспоминаний о минувшей ночи. Он не слушает рассказ Толорагвы об удачной охоте, рассеянно приказывает охотникам возвратиться домой и сам уходит.

Дворец раджи. Отдав приказание позвать баядерок, раджа посылает за своей дочерью. Пришедшей Гамзатти он объявляет о своем решении выдать ее замуж за Солора. Входит Солор. Раджа говорит ему о предстоящей свадьбе. Но хотя красота Гамзатти поражает Солора, он не в силах забыть баядерку. И потому пытается отклонить честь стать супругом Гамзатти. Не дослушав Солора, раджа гневно объявляет, что свадебная церемония состоится через три дня. Объяснение с Солором прерывает приход Великого брамина, принесшего важное известие. Раджа приказывает всем покинуть зал. Великий брамин рассказывает о любовном свидании Солора и Никии.

Раджа решает погубить баядерку. Но Великий брамин напоминает ему, что гибель баядерки навлечет гнев бога Вишну и настаивает на убийстве Солора. Раджа непреклонен. Завтра во время празднества Никия получит корзину цветов, в которых будет спрятана ядовитая змея. Таков его план. Всю эту сцену подслушивает Гамзатти, притаившаяся за колонной. Она велит позвать баядерку. Смиренно, с низким поклоном приближается Никия к дочери раджи. Та воздает должное красоте баядерки и приглашает танцевать на предстоящей завтра свадьбе. Польщенная девушка соглашается. Тогда Гамзатти подводит соперницу к портрету Солора и говорит, что это ее жених. Никия в отчаянии. Гамзатти требует, чтобы Никия отказалась от любимого, но баядерка резко останавливает ее и говорит, что предпочтет смерть разлуке с Солором. Дочь раджи предлагает сопернице драгоценности за то, чтобы та навсегда покинула страну. Никия в гневе бросает их на пол. Спор двух соперниц становится все более и более напряженным. В ярости Никия обнажает кинжал и бросается на Гамзатти. Прислужница дочери раджи спасает свою госпожу. Никия убегает.

Площадь перед дворцом. Процессия в честь божества Бадрината. В паланкинах проносят раджу и его дочь. Начинается празднество. Великий брамин и Солор не сводят глаз с Никии. Гамзатти приказывает передать баядерке корзину цветов. Та принимает цветы и начинает танец, выражающий любовь к Солору и свое отчаяние. Из цветов показывается змея и жалит танцовщицу. Никия знает, что укус змеи смертелен. Прощаясь с любимым, она напоминает ему о клятве, которую он дал — любить ее вечно. Великий брамин, потрясенный видом умирающей, предлагает ей противоядие. Но Никия с негодованием отвергает помощь ненавистного ей человека и умирает. Раджа и Гамзатти торжествуют, их замысел осуществился.

Комната Солора во дворце раджи. Безутешный Солор нигде не может найти покоя. Чтобы развлечь его, факир Магдавая велит привести укротителей змей. И это зрелище не отвлекает Солора от мрачных мыслей. На пороге — Гамзатти со своими прислужницами. Она обращается с упреками к Солору. Но когда он берет Гамзатти за руку, на стене появляется тень плачущей Никии. Солор умоляет Гамзатти оставить его одного, бросается к стене. Тень Никии исчезает. Он вспоминает слова клятвы, данной той, чья тень возникла перед ним, и падает без чувств. Солор погружается в мир сновидений. Он в царстве теней. Среди них и Никия. Она то приближается к нему, то ускользает. Спящий Солор возвращается к действительности. Входит факир и с грустью смотрит на своего господина. Солор еще не избавился от ощущения, что Никия рядом с ним.

Слуги раджи, воины, брамины, баядерки заканчивают приготовления к свадьбе Солора и Гамзатти. Раджа приказывает начать празднество. Гамзатти старается привлечь внимание своего жениха. Ей это не удается. Он во власти видения. Ему все кажется, что рядом с ним то возникает, то исчезает тень Никии. Девушки подносят невесте корзину с цветами. Она так похожа на корзину, поднесенную Никии, что Гамзатти в ужасе отталкивает ее. Перед ней возникает тень баядерки. Дочь раджи бежит к отцу, умоляя защитить ее. Раджа торопит с началом обряда венчания. Великий брамин соединяет руки жениха и невесты. Страшный удар грома, блеск молний, землетрясение. Дворец рушится и погребает под своими обломками раджу, его дочь, Великого брамина, Солора.

Апофеоз: сквозь дождь видна вершина Гималаев. В воздухе скользит тень Никии. Она нежно глядит на своего возлюбленного, который склоняется к ее ногам.