Cio-Cio-San, de jonge Japanse bruid van de Amerikaanse marineofficier luitenant Pinkerton, ziet haar romantische idylle verstoord wanneer hij haar kort na hun huwelijk in de steek laat. Ze hoopt dat hij ooit zal terugkeren. Drie jaar later zien Cio-Cio-San en haar zoon, Dolore, Pinkertons schip in de haven liggen. Ze kijkt vol spanning uit naar zijn bezoek, maar wanneer Pinkerton en zijn Amerikaanse vrouw Kate arriveren en Dolores bestaan ontdekken, vragen ze de jongen mee te nemen en hem in Amerika op te voeden. Cio-Cio-San neemt afscheid van haar zoon en berooft zichzelf van het leven.