Сюжет повести обыгрывают излюбленную Пушкиным (как и другими романтиками) тему непредсказуемой судьбы, фортуны, рока. Молодой военный инженер немец Германн ведёт скромную жизнь и копит состояние, он даже не берёт в руки карт и ограничивается только наблюдением за игрой. Его приятель Томский рассказывает историю, про то как его бабушка-графиня будучи в Париже проиграла крупную сумму в карты под своё слово. Она попыталась взять взаймы у графа Сен-Жермен но вместо денег тот раскрыл ей секрет, про то как угадать в игре три карты сразу. Графиня, благодаря секрету полностью отыгралась.
Германн, соблазнив её воспитанницу, Лизу, проникает в спальню к графине и мольбами и угрозами пытается выведать заветный секрет. Увидев в его руках незаряженный пистолет, графиня умирает от сердечного приступа. На похоронах Германну мерещится, что покойная графиня открывает глаза и бросает на него взгляд. Вечером её призрак является Германну и говорит, что три карты («тройка, семёрка, туз» ) принесут ему выигрыш, но он не должен ставить больше одной карты в сутки. Три карты становятся для Германна навязчивой идеей:
...У него спрашивали: который час, он отвечал: — без пяти минут семерка. — Всякий пузастый мужчина напоминал ему туза. Тройка, семерка, туз — преследовали его во сне, принимая все возможные виды: тройка цвела перед ним в образе пышного грандифлора, семерка представлялась готическими воротами, туз огромным пауком. Все мысли его слились в одну, — воспользоваться тайной, которая дорого ему стоила.. .

В Москву приезжает знаменитый картёжник миллионер Чекалинский. Германн ставит весь свой капитал на тройку, выигрывает и удваивает его. На следующий день он ставит все свои деньги на семёрку, выигрывает и опять удваивает капитал. На третий день Германн ставит деньги (уже около двухсот тысяч) на туза, но выпадает дама. Германн видит на карте усмехающуюся и подмигивающую пиковую даму, которая напоминает ему графиню. Разорившийся Германн попадает в лечебницу для душевнобольных, где ни на что не реагирует и поминутно «бормочет необыкновенно скоро: — Тройка, семерка, туз! Тройка, семерка, дама!..»