Versión en dos actos
Lugar y época: Nagasaki, Japón, a comienzos del siglo XX.
ACTO I
En una colina sobre el puerto de Nagasaki, el teniente de marina norteamericano B.F. Pinkerton inspecciona la casa que ha adquirido a Goro, un agente matrimonial, que también le ha proporcionado sirvientes y una esposa, una jovencita de 15 años, Cio-Cio-San, conocida como Madama Butterfly.
Llega el cónsul americano, Sharpless, y Pinkerton describe la filosofía de un marino que busca placer por el mundo (Dovunque al mondo). Sharpless previene a Pinkerton que puede provocar sufrimiento a la joven, pero él no toma en cuenta esta advertencia y le dice que algún día tendrá una verdadera esposa americana. Levanta la copa para hacer un brindis que comienza con las notas del himno nacional estadounidense. Se escuchan voces y aparece el cortejo que acompaña a la novia, quien no solo se ha enamorado de Pinkerton, sino que además ha renunciado a su religión. La boda se celebra según la costumbre japonesa. Aparece Bonzo, tío de Butterfly, que se ha enterado que su sobrina ha renunciado a la religión de su familia. La maldice y obliga a los parientes a rechazarla. Pinkerton los echa a todos de la casa. Cae la noche y en la terraza la joven Butterfly y el oficial extranjero cantan su amor en un conmovedor dúo (Viene la sera).
ACTO II
Tres años más tarde, Cio-Cio-San espera el regreso de su esposo, mientras Suzuki pide ayuda a los dioses ( E Izaghi ed Izanami). Suzuki le dice a Butterfly que les queda poco dinero, pero ella le responde que hay que tener fe: un día, el barco de Pinkerton aparecerá en el horizonte ( Un bel di vedremo). Llega Sharpless con una carta de Pinkerton, en la que anuncia que se ha casado con una mujer de su país, pero antes de leerla llega Goro con el príncipe Yamadori, un rico y noble pretendiente. Goro explica que Butterfly es libre de volver a casarse, pero la joven no escucha la proposición despidiendo al pretendiente. Sharpless sugiere que es posible que Pinkerton no regrese jamás. ( Amico, cercherete).
Butterfly muestra al hijo que tuvo con el oficial y le dice que cuando él sepa la existencia del niño, regresará. Si no lo hace, ella prefiere morir que volver a su antigua vida (Che tua madre dovrá prenderti). Emocionado, Sharpless se retira. Cio-Cio-San escucha el cañonazo de un barco y reconoce que es el buque de Pinkerton. Feliz, adorna la casa con flores y al caer la noche, junto a Suzuki y el niño, comienza la vigilia, durante la cual Butterfly permanece despierta toda la noche. Suzuki despierta y le dice que descanse. Llega Sharpless con Pinkerton, seguido por Kate, su esposa americana. Cuando Suzuki se da cuenta quién es la mujer americana ,rompe a llorar. Pinkerton siente remordimientos y conmovido se despide de la casita en la que disfrutó una breve felicidad y en la que destruyó una vida. ( Addio, fiorito asil).
Cio-Cio-San despierta y se encuentra con Kate. Adivinando la verdad, dice que entregará al niño a su padre si él viene a buscarlo. Toma la espada con la que su padre se hizo harakiri, lee la inscripción de la hoja, que recomienda morir con honor cuando no se puede vivir con él y está a punto de suicidarse cuando Suzuki hace entrar al niño. Butterfly lo acaricia de manera conmovedora y lo envía a jugar al jardín ( Tu, piccolo Iddio). Cuando el niño sale, ella se suicida.
