По сюжету фильма, однажды, за карточной игрой один из офицеров рассказывает друзьям о своей престарелой родственнице-графине, которой некогда граф Сен-Жермен открыл тайну трех верных карт, выигрывающих кряду.

Германн (Иван Мозжухин), который никогда не садится за игровой стол из боязни проиграть, загорается идеей выведать у графини эту тайну. Для этого он знакомится с племянницей графини Лизой (Вера Орлова). Девушка влюбляется в него и даёт ему ключ от дома. Ночью Германн проникает в дом графини, чтобы выпытать у старухи тайну трёх карт, но графиня отказывается отвечать и умирает. 

«Пиковая дама» оказалась одной из важнейших картин русского дореволюционного кино. В отличие от экранизации Петра Чардынина, вышедшей на экраны в 1910 году и отталкивавшейся от оперы Чайковского, Протазанов обратился к изначальному тексту повести, отыскивая кинематографический эквивалент пушкинской иронии.

Исполнитель главной роли — Иван Мозжухин интересовался проблемами человеческой психики и, имея выразительную, «романтическую» внешность, сумел точно передать психологическое состояние героя.

Оператор фильма Евгений Славинский одним из первых в русском кино применил движущуюся камеру при съемке сцены, где Германн идет ночью по анфиладе комнат дома графини. Камера была подвижна и буквально следовала за Германном, тем самым передавая его смятенное, беспокойное состояние. Также в картине была едва ли не впервые использована субъективная камера (фрагмент не сохранился). Были использованы съемки с новых ракурсов — например, вид сверху в сцене, когда Лиза смотрит из окна на Германна.

«При съемке фильма мною были применены впервые кое-какие новшества, которые хотя сегодня и кажутся малозначительными, но… сильно украсили картину и позволили мне полнее и красочнее передать на экране эпоху и эмоции персонажей повести Пушкина» - вспоминал Славинский.