Acte I. 1640 dans l’Hôtel de Bourgogne, où un public nombreux et varié composé de bourgeois, de soldats, de voleurs et de petits marquis, va assister à une représentation de La Clorise, une pastorale de Balthazar Baro. On découvre Roxane, une jeune femme belle et distinguée, Christian de Neuvillette, un jeune noble qui l’aime en secret et le comte De Guiche, qui cherche à faire de Roxane sa maîtresse et veut la marier au vicomte de Valvert, ce à quoi la jeune femme ne souscrit pas.
C’est alors qu’intervient Cyrano de Bergerac, le cousin de Roxane, au moment où Montfleury, l’un des acteurs, déclame sa première tirade. Cyrano interrompt la représentation et le chasse pour des raisons personnelles. Le vicomte intervient et provoque Cyrano en lui disant qu'il a un nez... très grand. Cyrano réplique par une brillante tirade à l’honneur de son propre nez. Tout en rimant, il sort son épée et bat en duel le vicomte, que ses amis évacuent blessé, tandis que l'assemblée acclame le vainqueur. Le calme revient. Cyrano, qui est secrètement amoureux de sa cousine Roxane mais dont le physique l’empêche de se déclarer, apprend que celle-ci lui fixe un rendez-vous le lendemain. Transporté, il raccompagne son ami Lignière pour le protéger d'une embuscade de cent hommes envoyés par le comte de Guiche qui désirait se venger d'une méchante chanson que le poète avait faite sur lui.
Acte II. Cyrano, fébrile, attend Roxane chez son ami restaurateur et poète Ragueneau, en lui écrivant une lettre, et sans prêter attention aux interrogations et insinuations de la cantonade sur l'exploit de la nuit passée : cent hommes défaits par un seul !
À son arrivée, Roxane évoque leur enfance commune, puis révèle peu à peu à Cyrano qu’elle est amoureuse. Celui-ci, paralysé pour une fois par l'émotion, ne sait que répondre et elle avoue son amour envers le baron Christian de Neuvillette, qui vient d’être engagé dans la compagnie de Cyrano. Roxane, qui ne connaît pas les sentiments de Cyrano pour elle, souhaite juste lui demander de servir de parrain au jeune baron. Cyrano — effondré, mais n'en montrant rien — accepte.
Avant de quitter Cyrano, Roxane évoque son admiration pour le courage dont il a fait preuve face aux cent hommes. Il se contente d'un sobre et triste « Oh, j'ai fait mieux depuis ! » Roxane le quitte sans s'interroger sur cette remarque.
Le comte de Guiche vient par la suite à la rencontre de Cyrano pour le complimenter sur ces exploits à l'Hôtel de Bourgogne et à la porte de Nesle, où il vainquit seul cent hommes, et lui offrir le protection du maréchal de Gassion ainsi que la sienne. Cyrano refuse, préférant la liberté, et provoque de Guiche, faisant de lui son ennemi. S'ensuit la célèbre tirade des « Non merci ».
Christian cherche à braver Cyrano pour s'imposer dans la compagnie des Cadets ; celui-ci, fidèle à sa promesse, ne réplique pas et le jeune homme acquiert même son estime par ce courage. Christian lui parle alors de Roxane, qu'il se désespère de conquérir : elle est précieuse, tandis que lui ne sait parler d’amour. Cyrano, faisant contre mauvaise fortune bon cœur, propose de l'aider à conquérir Roxane et lui donne, pour elle, la déclaration d'amour qu'il vient de rédiger, non signée. Christian l'accepte, sans se douter qu'elle était précisément destinée à Roxane.
Acte III. Le comte de Guiche rend visite à Roxane, qu'il cherche à séduire. Comme il lui annonce que le régiment de Cyrano — dans lequel sert Christian — va partir à la guerre ; Roxane, qui veut protéger Christian, convainc le comte de les laisser se morfondre à Paris sous prétexte que ce serait là la meilleure façon de se venger de Cyrano. Peu après, malgré les conseils de Cyrano, Christian rencontre Roxane, mais s'avère incapable de lui parler d'amour. La jeune précieuse le quitte, déçue. Cyrano aide Christian à rattraper cet échec. Caché dans l’ombre sous le balcon de Roxane, il souffle à Christian ses mots, puis prend sa place et déclare à Roxane son amour, la laissant totalement charmée par un si bel esprit qu’elle pense être celui de Christian. À peine ont-ils le temps d'échanger un baiser, que Roxane et Christian sont interrompus par un capucin, qui remet à la jeune femme une lettre du comte de Guiche lui annonçant qu'il va la rejoindre cette nuit même.
Roxane demande alors au capucin de célébrer sur le champ son mariage avec Christian. Pendant ce temps, Cyrano retarde de Guiche en se faisant passer pour un homme tombé de la lune. Arrivé à l'hôtel de Roxane, le comte la découvre mariée. Constatant qu’il a été abusé, il envoie aussitôt Christian et Cyrano combattre au siège d’Arras.
Acte IV. Assiégeant les Espagnols à Arras, la compagnie que dirige de Guiche est bloquée par leurs ennemis, et les soldats, affamés, commencent à se décourager. Quant à Cyrano, il franchit tous les jours les lignes espagnoles, au péril de sa vie, pour faire parvenir à Roxane des lettres qu'il écrit et signe au nom de Christian.
Touchée par ces lettres, Roxane parvient, grâce à la complicité de Ragueneau, à se rendre au siège d’Arras avec un carrosse rempli de victuailles. Elle veut prouver à Christian son amour et lui dit que c’est la « sincérité » et la « puissance » des lettres qu'elle recevait qui l'ont fait venir ici. Le jeune homme comprend alors que Cyrano est lui aussi amoureux de Roxane et que c'est de lui que la resplendissante jeune femme est amoureuse sans le savoir. Il enjoint à Cyrano de révéler la vérité à Roxane, mais les Espagnols attaquent le camp et le jeune homme court au combat. Tué dans la bataille, il lui laisse une dernière lettre d’adieu et d'amour écrite par Cyrano. Celui-ci décide de garder le secret de son amour. De Guiche s'enfuit avec Roxane à la demande de Cyrano, lequel se lance à corps perdu dans le combat.
Acte V. Quinze ans plus tard, Roxane, toujours amoureuse de Christian, s'est retirée dans un couvent parisien où Cyrano lui rend visite tous les samedis. Ce jour-là, Cyrano est tombé dans une embuscade et arrive au couvent mortellement blessé à la tête. Mourant, il ne dit pourtant rien à Roxane. Comme elle évoque la dernière lettre de Christian, qu'elle porte constamment sur elle, il demande à la voir et la lit à voix haute. Son ton trouble Roxane, qui reconnaît la voix qu'elle avait entendue sur son balcon ; elle s'aperçoit que Cyrano lit la lettre alors que la nuit est tombée, ce qui signifie qu'il la connaît par cœur. Elle comprend alors "toute la généreuse imposture". Le Bret et Ragueneau arrivent en renfort et décrivent comment Molière s'est servi d'une de ses actions pour une tirade de Scapin. Roxane se repproche son amour si tardif. Cyrano refusant toute rancune affirme "Molière a du génie et Christian était beau. J'ignorais la douceur feminine. Ma mère ne m'a pas trouvé beau ; je n'ai pas eu de soeur. Plus tard j'ai redouté l'amante à l'oeil moqueur. Je vous dois d'avoir eu au moins une amie. Grâce à vous une robe a passé dans ma vie". Divaguant, il veut mourir debout et attend la mort, l'épée à la main, en pourfendant vainement ses ennemis : "sottises, préjugés, lâchetés et compromis. On ne se bat pas dans l'espoir du succès. C'est bien plus beau quand c'est inutile". Il meurt en emportant avec lui son "panache".
Cyrano de Bergerac est une pièce en cinq actes écrite presque entièrement en alexandrins. Edmond Rostand la qualifie de comédie héroïque mais les analystes y reconnaissent de nombreuses influences dont la principale est le théâtre romantique ou néo-romantique. De la comédie héroïque, la pièce reprend le sens de l'épique et la description d'un héros dont la vie s'organise autour de l'amour et de l'honneur. Du romantisme, elle possède les caractéristiques du mélange des genres et des registres : on y côtoie la farce et ses coups de pied, les scènes d'amour et le pathétique (J'ai decidé d'etre splendide en tout; j'ai lancé 100 ecus: toute sa fortune. Monter pas bien haut peut-être mais tout seul. Orgueilleux ! Mais dis-moi tout bas qu'elle ne t'aime pas). La langue alterne entre le registre noble et le registre familier. L'alexandrin se développe sous sa forme classique dans la Tirade du nez, dans celle des Non merci. On passe brutalement de la scène intimiste (duo de l'acte II scène 6, trio de l'acte III scène 7, le couvent…) aux grandes réunions collectives (l'hôtel de Bourgogne, la rôtisserie de Ragueneau, la presentation des cadets de Gascogne, le siège d'Arras).
De la tragédie classique, la pièce conserve son découpage en cinq actes mais elle s'en démarque par son refus des règles classiques : il n'existe ni unité de lieu, ni unité de temps. L'unité d'action est toutefois respectée.
La réalisation de Claude Barma pour la télévision en 1960 avec Daniel Sorano, Françoise Christophe et Michel LeRoyer reste la référence comme adaptation de la pièce d'Edmond Rostand. Celle-ci est néanmoins emportée par un lyrisme presque aussi étonnant et l'ensemble du casting, emporté par un Gérard Depardieu au dessus de toute éloge, est excellent.