Atto Primo
B. F. Pinkerton, tenente della marina nord-americana, si è invaghito di Cio-cio-san, soprannominata Butterfly. E ora, guidato dal servizievole Goro, sale alla casetta situata sulla collina di Nagasaki, dove, dopo il matrimonio celebrato all’uso giapponese «per novecentonovantanove anni, salvo a prosciogliersi ogni mese», trascorrerà la luna di miele. Goro illustra a Pinkerton la casa, gli presenta Suzuki e gli altri domestici e completa i preparativi in attesa del corteo nuziale che, dopo l’arrivo di Sharpless, console degli Stati Uniti nella città, si annuncia di lontano. Giunge, infatti, la sposa con le amiche e il cerimonioso parentado. L’atto di matrimonio è appena sottoscritto che irrompe lo zio bonzo: furibondo che Butterfly abbia rinnegato la religione sua e dei suoi avi unendosi a uno straniero, la maledice. Pinkerton, infastidito da questa scenata, scaccia tutti per abbandonarsi con la sua piccola Butterfly all’ebbrezza dell’ora.
Atto Secondo
Da tre anni Pinkerton è rimpatriato, ma Butterfly continua ad aspettarlo. È certa che ritornerà e lo ripete alla devota Suzuki ribellandosi ai suoi dubbi ed esaltandosi al pensiero della futura ritrovata felicità. Quasi ricusa di prestare ascolto al console americano, già inutilmente presago di ciò che sarebbe accaduto, che viene con una lettera con la quale Pinkerton lo informa, che sì, sta per tornare, ma con un’altra, la vera moglie. Allo stesso Sharpless, anzi, Butterfly narra sdegnata che Goro, ingordo mezzano, vorrebbe darla al ricco principe Yamadori; e quando costui per l’appunto si presenta a rinnovare le sue profferte, Butterfly crede di morire, poi si rianima e va a prendere nella stanza accanto il figlio che Pinkerton le ha dato e di cui egli ignora l’esistenza. Il console è commosso e promette il suo intervento presso Pinkerton. Un colpo di cannone segnala l’entrata in porto di una nave da guerra: Butterfly corre sul terrazzo a osservare con un cannocchiale e riconosce la nave per quella di Pinkerton. Vinta la prima emozione, Butterfly si fa aiutare da Suzuki ad infiorare la casetta, si abbiglia come il giorno delle nozze e rimane a vegliare in attesa di Pinkerton.
Atto Terzo
È trascorsa la notte, Butterfly riporta nell’altra stanza il bambino ancora addormentao. Giunge Pinkerton con Sharpless e con Kate, la moglie americana, ma il rimorso è forte e non gli regge l’animo di trattenersi: Sharpless vorrebbe che Suzuki persuadesse Butterfly a cedere il bimbo. Rientra Butterfly e si incontra con Kate che, assieme a Suzuki, cerca di farle coraggio. Infine, Butterfly si rassegna all’idea di staccarsi dal figlio, ma pone come condizione di consegnarlo a Pinkerton personalmente. Rimasta sola, impugna l’arma con cui «si muore con onore» ma la sorprende il bambino. Butterfly lo bacia l’ultima volta, poi, dopo averlo fatto uscire, si ritira dietro il paravento. Quando Pinkerton e Sharpless ricompaiono è tardi: Butterfly esala l’ultimo respiro.
