Профессор Серебряков не спит ночью, жалуясь на подагру. В болезни он так привередлив и требователен, что вместе с ним приходится не смыкать глаз всем близким: Елене Андреевне, Соне, дяде Ване, няне Марине. Их забота не вызывает у профессора никакой благодарности. Он, наоборот, упрекает родных за недостаток сочувствия. Послав за доктором Астровым, Серебряков потом сам же отказывается его принять, как якобы малосведущего «юродивого».
Замучившись с профессором, Елена Андреевна и дядя Ваня выходят в другую комнату. Иван Петрович вновь говорит Елене о своей любви. Он уверяет, что глупо израсходовал свою прошлую жизнь на пустяки, и умоляет, чтобы и она не сделала такой же ошибки. Заметив, что Войницкий слегка пьян, Елена Андреевна отстраняет его и уходит.
Оставшись один, дядя Ваня вновь сетует: прежде он обожал профессора, считал его гением. Они с Соней работали на него, как волы, – словно кулаки, торговали постным маслом, горохом, творогом, сами не доедали куска, чтобы из грошей и копеек собирать тысячи и посылать ему. И были глупо обмануты – их кумир оказался мыльным пузырём, обыкновенным жалким подагриком!..
Входит Астров с Телегиным, тоже немного навеселе. Астров говорит, что слышал здесь голос Елены Андреевны, и осведомляется: не влюблён ли в неё дядя Ваня? Иван Петрович слегка журит его за пошлость.
Приходит Соня и ведёт доктора закусить в буфет. Юной Соне втайне очень нравится вдохновенный идеалист Астров. В буфере она уговаривает его больше не пить, а потом осторожно пытается завести разговор о любви. Застенчивая Соня не признаётся доктору в своих чувствах прямо, а спрашивает: как бы он отнёсся, если бы у неё была младшая сестра или подруга – и полюбила бы его? Астров отвечает неопределённо, ссылается на множество забот. Когда он уходит, Соня, ломая руки, сокрушается из-за того, что она некрасива.
Входит Елена Андреевна и заводит откровенную беседу с Соней. Елена говорит: Соня зря сердится на неё, думая, что она вышла за её отца по расчёту. Брак был по любви: она, молодая женщина, увлеклась пожилым Серебряковым как учёным и известным человеком. Пусть это была, скорее, искусственная любовь, но ей самой она тогда искренне казалась настоящей. Теперь Елена поняла, что замужество не принесло ей счастья, но уже поздно…
Соня участливо принимает её признания – и сама признаётся ей, как подруге, в любви к Астрову. Елена Андреевна одобряет её вкус: Астров – талант, человек со свободной головой и широким размахом. Такие люди редки, и их нужно любить. Ещё ценнее то, что Астров не утратил своих дарований даже в трудной жизненной обстановке. Елена с волнением говорит, что в сравнении с Астровым она считает саму себя лишь «эпизодическим лицом».
Соня смеётся от счастья. Елена Андреевна, расчувствовавшись, предлагает сыграть ей что-нибудь на фортепиано. Однако нужно узнать, не помешает ли музыка больному Серебрякову. Соня идёт к отцу спросить об этом, и, вернувшись, сообщает: он сказал, что играть нельзя.
См. далее Чехов «Дядя Ваня», действие 3 – краткое содержание