Дія перша

Чіо-Чіо-сан

Догідливий маклер Горо показує лейтенанту американського флоту
Пінкертону будинок, де той може оселитися разом з майбутньою
дружиною Чіо-Чіо-сан. Шлюб з юною гейшею, яку за свою
граціозність названо Метеликом (Баттерфлай), має відбутися за
японським звичаєм.
Dovunque al mondo Io yankee vagabondo
(По всьому світі наш янкі)
З'являється консул СІЛА у Нагасакі Шарплес. Пінкертон знайомить його зі своїм новим будинком і водночас — зі своїми філософськими поглядами на життя. Кредо молодого офіцера — брати від життя все, що можна, не рахуючись з інтересами близьких. Щодо свого одруження з чарівною японкою, то з часом Пінкертон має можливість будь-коли розлучитися, щоб згодом взяти справжній шлюб з американкою. Для нього таке одруження вже буде не колоніальною розвагою, а священним зв'язком двох рівноправних білих людей.
Атоге о grillo
(Каприз чи пристрасть)
Шарплес прикро вражений міркуваннями свого приятеля. Він щиро застерігає Пінкертона що таке, з дозволу сказати, тимчасове одруження — небезпечна гра, яка може зруйнувати життя Чіо-Чіо-сан. Проте самовпевнений американський офіцер не полишає наміру одружитися з Баттерфлай, якою він захопився.
Nessuno si confessa mai nato in poverta
(Нікому ж неприємно вродитись бідняком)
Разом з подругами з'являється Чіо-Чіо-сан. Консул привітно розмовляє з нею. Дівчина сяє від щастя і довірливо розповідає Шарплесу сумну історію своєї юності. Колись її рід був багатим, та все втратив, і нестатки примусили Чіо-Чіо-сан стати гейшею. Консул глибоко зворушений сповіддю дівчини. На шлюбну церемонію прибувають гості — рідня Баттерфлай. Врешті Пінкертон і Чіо-Чіо-сан зостаються наодинці. Дівчина розкладає перед собою речі — віяло, пояс, пряжку, люстерко і кинджал, яким колись її батько заподіяв собі смерть. Молода дружина-"іграшка" зізнається Пінкертону, що заради нього відмовилася від релігії своїх предків і прийняла християнство.
У розпалі весільної церемонії прибуває Бонза, дядько Чіо-Чіо-сан. Він проклинає племінницю-віровідступницю. Пінкертон проганяє всіх гостей і намагається втішити свою дружину.
Viene la sera
(Ах, що за вечір)
Ніжність Пінкертона викликає у Чіо-Чіо-сан щасливу посмішку. Хоч усі й покинули її, але поруч той, кого вона кохає, хто для неї, мов небесне світло. Сумні передчуття на мить проймають душу Чіо-Чіо-сан.
Bimba dagli occhi pieni d'amore
(Я все милуюсь твоїми очима)
"Чи правда, — запитує вона американця, — що у нього на батьківщині метеликів ловлять і нашпилюють?" Пінкертон пристрасно переконує її: якщо і нашпилюють, то тільки для того, щоб утримати.

Дія друга

Un bel di, vedremo
(В день ясний, бажаний)
Три роки минуло, як Пінкертон покинув Японію. Від нього немає жодної звістки. У будиночку, що мав стати для Баттерфлай притулком щастя, оселилася печаль. Навіть вірна служниця Сузукі зневірилась у майбутній долі своєї пані. Вона молить богів позбавити Чіо-Чіо-сан нестатків і душевних страждань. Сузукі вже не раз чула, що чоловіки-іноземці рідко повертаються до своїх японських дружин. Чіо-Чіо-сан палко захищає своє кохання. Вона пам'ятає кожне слово Пінкертона: "Коли розквітнуть квіти, і вільшанки почнуть вити гнізда, я повернусь до тебе." В уяві закоханої жінки постає світла картина повернення Пінкертона.
До Баттерфлай приходить консул Шарплес і маклер Горо. Цей прихід пов'язаний із трагічною для Чіо-Чіо-сан новиною. Пінкертон попросив консула сповістити свою японську дружину про те, що він взяв шлюб з американкою. Шарплес розпочинає читати листа від Пінкертона, але не може вимовити трагічні слова. Він лише радить нещасній жінці послухатись Горо і вийти заміж за принца Ямадорі. Приголомшена, розгублена і глибоко ображена Баттерфлай хоче показати Шарплесу
на двері. Та враз вона усвідомлює усю трагічність
ситуації:
Пінкертон залишив її...
Баттерфлай має сина, про народження якого Пінкертон

ще не знає. Вона вірить у те, що дізнавшись про свого
сина, він обов'язково повернеться до неї. В іншому разі,
їй доведеться просити милостиню або знову стати
гейшею.   Шарплес   обіцяє  Чіо-Чіо-сан  повідомити
Пінкертона про дитину.
Scuoti quella fronda di ciliegio (Віти хай своїми пелюстками)
Лунає постріл гармати, що сповіщає про прибуття американського корабля. Радісна Баттерфлай посилає Сузукі за квітами, щоб прикрасити дім. У тривозі чекає вона Пінкертона.

Дія третя

Addio, fiorito asil
(Прощай, захист мирний мій)
З'являється Пінкертон із своєю новою дружиною Кет та консулом. Лейтенант сподівається, що колишня кохана без зайвих вагань віддасть йому дитину. Дізнавшись від Сузукі, як Баттерфлай чекала чоловіка, прикрашала дім квітами, схвильований і розгублений Пінкертон полишає будинок.
Приходить Чіо-Чіо-сан. Вона шукає очима Пінкертона. Побачивши Кет і консула, японка усвідомлює: вони прийшли за її сином. Шарплес радить Чіо-Чіо-сан віддати хлопчика у сім'ю, де той здобуде належне виховання. Баттерфлай у відчаї. Але хіба у неї є інший вихід? Вона віддасть сина Пінкертону, тільки нехай той прийде за ним сам.
Коли всі розходяться, Баттерфлай починає готуватися до смерті. Вона бере старовинний кинджал і тихо читає викарбувані на лезі слова: "З честю помирає той, хто з безчестям миритись не бажає".