Nagasaki, 1900. Pinkerton sposa Butterfly con leggerezza, quasi come un gioco esotico. Il console Sharpless prova a metterlo in guardia: lei è seria, ci crede davvero. Pinkerton ride. Quella notte, nella luna piena, i due cantano il loro amore. È la scena più bella dell'opera — e la più avvelenata, perché sappiamo già come andrà.

Tre anni dopo. Pinkerton è in America. Butterfly ha un bambino — il figlio di lui. Suzuki non crede più che torni. Butterfly è incrollabile: tornerà. Sharpless porta una lettera di Pinkerton, cerca di leggerla — Butterfly non lo lascia finire, è troppo felice solo a sentire il suo nome. Poi arriva la nave americana nel porto. Butterfly, Suzuki e il bambino aspettano tutta la notte davanti alla finestra.

All'alba, Pinkerton è arrivato — ma non è solo. Con lui c'è sua moglie americana, Kate. Suzuki deve dire a Butterfly la verità. Vogliono il bambino, per portarlo in America. Butterfly capisce tutto in un istante. Chiede di tornare tra mezz'ora. Abbraccia il bambino, lo fa giocare con una bambola e una bandierina americana, lo benda. Poi prende il pugnale con cui suo padre si era tolto la vita. Si uccide. Pinkerton irrompe urlando il suo nome. È tardi.