Ort der Handlung: Nagasaki im Jahre 1900

Erster Akt
Der amerikanische Marineoffizier Pinkerton – stationiert in Nagasaki – hat über den Makler Goro ein Haus erworben, inklusive des Geisha-Mädchens Cio-Cio-San, genannt Butterfly. Die Hochzeitszeremonie möchte er schnell hinter sich bringen. Zunächst erscheint jedoch der Konsul Sharpless, der ihm rät, nicht zu leichtfertig mit der neuen Verbindung umzugehen: Butterfly habe sich im Konsulat nach Amerika erkundigt. Butterfly kommt mit Freunden und Verwandten. Die Feier wird durch Onkel Bonzo abrupt beendet, der Butterfly verflucht: im Missionshaus hat sie die „amerikanische“ Religion angenommen. Von ihrer Dienerin Suzuki wird Butterfly für die Hochzeitsnacht zurecht gemacht. Der verliebte Pinkerton kann es kaum fassen, dass dieses „Spielzeug“ ihm gehören soll.

Zweiter Akt (1.Teil)
Drei Jahre sind vergangen. Pinkerton hat versprochen wiederzukommen, woran Suzuki Zweifel hegt. Sharpless hat einen Brief Pinkertons erhalten. Behutsam will er Butterfly darauf vorbereiten, dass Pinkerton zwar nach Japan unterwegs ist, jedoch nicht ihretwegen. Butterfly verhindert, dass Sharpless ihr die bittere Nachricht mitteilen kann. Der reiche Yamadori will Butterfly heiraten. Sie verhöhnt ihn: ihre ‚amerikanische› Ehe sei nicht so leicht zu lösen! Sharpless rät ihr, den Antrag anzunehmen. Da präsentiert sie ihm ihr Kind, Pinkertons Sohn. Ein Kanonenschuss verkündet die Ankunft von Pinkertons Schiff. Zum Empfang schmückt Butterfly das Haus mit Blumen.

Zweiter Akt (2.Teil)
Eine Nacht ist wachend vergangen, Pinkerton noch nicht erschienen. Butterfly zieht sich mit dem Kind zurück. Suzuki wird von Sharpless und Pinkerton überrascht. Vor dem Haus wartet Kate, Pinkertons Frau. Sie kommen, um das Kind in eine gesicherte Zukunft – nach Amerika – zu holen. Butterfly erfährt die Wahrheit. Sie schickt alle fort; nur ihm selbst wolle sie das Kind übergeben. Butterfly entzieht sich den Blicken des Kindes und ersticht sich mit dem Dolch, mit dem ihr Vater einst Selbstmord beging.