La obra se abre en Babilonia, donde el pueblo hebreo vive cautivo bajo el dominio de Nabucodonosor. En ese contexto, Joaquín y Susana celebran su matrimonio, presentado como unión virtuosa y conforme a la ley de su pueblo. La dicha inicial se quiebra cuando el rey, al ver a Susana en una quinta, queda prendado de su hermosura y pretende apartarla de su esposo. Joaquín, también hebreo cautivo, recibe del propio monarca la insinuación de que renuncie al matrimonio si no quiere afrontar su poder, pero Susana rechaza con firmeza toda amenaza y reafirma su fidelidad conyugal. Paralelamente, Nabucodonosor sufre un sueño inquietante que nadie sabe interpretar, y Daniel, profeta hebreo, le revela tanto la visión de la estatua de diversos metales como su sentido histórico y religioso: la sucesión de imperios y el advenimiento futuro del Mesías. Admirado, el rey eleva a Daniel a gran dignidad y empieza a reconocer la superioridad del Dios de Israel. Daniel desenmascara además el fraude del dragón o ídolo adorado en Babilonia y convence al rey de derribar sus cultos, lo que provoca la ira del pueblo y conduce a que sea arrojado al lago de los leones.
Mientras Daniel es perseguido por los idólatras y posteriormente sostenido milagrosamente entre los leones, la acción vuelve sobre Susana, a quien el rey mantiene apartada en un jardín con la esperanza de vencerla. Allí se agrava el conflicto cuando dos jueces hebreos ancianos, Acab y Nacor, la observan bañándose y, vencidos por el deseo, intentan forzarla. Susana resiste con energía y apela a su honestidad, pero los viejos, despechados, la amenazan con acusarla falsamente de adulterio. Joaquín llega a ocultas al jardín para visitar a su esposa, y su presencia complica aún más la sospecha, pues los jueces sostienen su mentira y siembran dudas incluso en el marido, aunque este termina inclinándose a creer en la inocencia de Susana. En paralelo, Nabucodonosor, deslumbrado por su propio poder, decide hacerse adorar como dios, levanta su estatua y exige culto universal; Daniel se niega, y otros hebreos fieles son arrojados al horno, del que salen ilesos por intervención divina. La obstinación del rey lo lleva a despojar a Daniel de honores y a perseverar en su soberbia, mientras Susana queda sometida a proceso y condenada, con confirmación regia, a morir apedreada por un delito que no ha cometido.
En la jornada final convergen ambos hilos trágicos. Nabucodonosor sueña con un gran árbol derribado y vuelve a requerir a Daniel, quien le explica que la visión anuncia su castigo por soberbia: será abatido de su gloria, perderá la razón y vivirá como bruto entre los campos hasta que reconozca el poder divino. El rey, aunque intenta resistirse, queda transformado y entrega provisionalmente el gobierno a Daniel antes de marchar fuera de la vida civilizada. Al mismo tiempo, Susana es conducida al suplicio; mantiene su inocencia, lamenta morir sin descendencia y se encomienda a Dios. Entonces interviene Daniel, separa a los dos jueces y los interroga por separado sobre el supuesto lugar del adulterio; al incurrir en contradicción al nombrar árboles distintos, quedan descubiertos como falsos testigos y confiesan su intento deshonesto. Susana es absuelta, los culpables reciben la pena correspondiente y Joaquín recupera a su esposa. Finalmente, Daniel conduce al pueblo a contemplar al rey degradado, lo exhorta al arrepentimiento y obtiene del cielo una mitigación de la pena: los siete años se reducen a siete meses. Restituido a su juicio y a su trono, Nabucodonosor reconoce al Dios verdadero y promete dejar libre al pueblo de Israel, con lo que la obra concluye en restauración moral, política y religiosa.