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.