Un prigioniero politico evade di prigione e si rifugia nella chiesa dove Cavaradossi sta dipingendo. Cavaradossi lo aiuta. Arriva Tosca — bellissima, gelosa come sempre. Poi arriva Scarpia, che sta cercando il fuggitivo. Usa la gelosia di Tosca come leva per rintracciarlo.

Scarpia fa arrestare e torturare Cavaradossi. Chiama Tosca e le offre un accordo: se diventa sua amante, Cavaradossi sarà fucilato con proiettili a salve — finta esecuzione, poi liberi entrambi. Tosca accetta. Firma il salvacondotto. Scarpia si avvicina per abbracciarla. Tosca prende un coltello dal tavolo e lo pugnala. 'Questo è il bacio di Tosca!' — poi posa due candele accanto al corpo e va.

Tosca raggiunge Cavaradossi sul tetto del castello. Gli spiega il piano: l'esecuzione è finta, deve cadere come un attore. Il plotone spara. Cavaradossi cade. Tosca corre verso di lui ridendo. Lo scuote. Non si alza. Scarpia l'ha tradita: i proiettili erano veri. In quel momento arrivano i soldati. Tosca si arrampica sul parapetto e si lancia nel vuoto.