La commedia, scritta nel 411 a.C., racconta con tono comico e sarcastico di come il celebre commediografo Euripide, considerato uno dei padri della tragedia classica e celebre per lo spirito marcatamente misogino delle sue opere, riesca a salvarsi la vita e a scongiurare una terribile vendetta ordita da tutte le donne della sua città riunite in occasione delle festa delle dea Demetra Tesmoforina, da cui l'opera trae il suo titolo .

In un primo momento Euripide pensa di chiedere al poeta Agatone di prendere le sue difese intrufolandosi nel tempio, travestito da donna dato che alla festa in onore di Demetra era riservata al sesso feminile, e di prendere la parola per difendere l'arte del commediografo.

Insieme a un parente, Mnesiloco, si reca allora presso l'abitazione di Agatone, che li accoglie in vesti femminili declamando propri versi e causando commenti caustici e quasi denigratori da parte del parente.

I due tentano di convincere l'effeminato poeta ma Agatone, temendo di essere smascherato e condannato, rifiuta l'incarico.

Dopo il rifiuto di Agatone Mnesiloco si offre di travestirsi da donna lui stesso. Segue una divertentissima scena in cui il povero Mnesicolo vien maldestramente depilato con una torcia da Euripide e vestito con abiti femminili prestati da Agatone.

Una volta intrufolato nel tempio seguono una serie di scene comiche in puro stile "commedia degli equivoci" in cui i nostri eroi dovranno travestirsi ancora, prima da Menelao e Elena e poi da Perseo e Andromeda e infine per poter lasciare il tempio senza essere uccisi dalle guardi del tempio si travestono un'ultima volta da vecchie contadine.