На позняй вячэры ў сваім парыжскім салоне куртызанка Віялета Валеры вітае маладога Альфрэда Жэрмона, які ўзнімае тост за каханне і віно («Libiamo ne' lieti calici»). Калі раптоўны прыступ кашлю прымушае Віялету збялець, Альфрэда прызнаецца, што кахае яе ўжо год; яна дорыць яму кветку камеліі і кажа вярнуць яе, калі тая звяне — заўтра. Застаўшыся адна пасля сыходу гасцей, Віялета вагаецца паміж марай пра сапраўднае каханне («Ah, fors'è lui») і жаданнем застацца свабоднай («Sempre libera»). Праз тры месяцы Віялета і Альфрэда шчасліва жывуць у загарадным доме пад Парыжам, прычым Віялета таемна распрадае свае каштоўнасці, каб аплачваць іх выдаткі. Пакуль Альфрэда ў Парыжы, прыязджае яго бацька Жорж Жэрмон: ён кажа Віялеце, што сувязь Альфрэда з былой куртызанкай руйнуе заручыны малодшай сястры Альфрэда («Pura siccome un angelo»). З разбітым сэрцам, ведаючы, што сухоты ўсё роўна хутка забяруць яе жыццё, Віялета згаджаецца прымусіць Альфрэда паверыць, быццам яна больш не кахае яго («Dite alla giovine»), і вырываецца ў апошнім крыку кахання («Amami, Alfredo!») перад уцёкамі. Праз некалькі месяцаў падчас парыжскага Карнавалу Віялета памірае ад сухотаў у беднасці, пакінутая сваімі былымі свецкімі сябрамі. Яна перачытвае ліст ад Жоржа Жэрмона, які паведамляе, што нарэшце расказаў Альфрэда пра яе высакародную ахвяру, і той спяшаецца вярнуцца, каб папрасіць прабачэння («Teneste la promessa...»). Гледзячы ў люстэрка на свой змарнелы твар, яна ўздыхае: «Занадта позна!» — і развітваецца са сваімі былымі марамі («Addio, del passato»). Праз імгненне ўбягае Альфрэда; яны мараць разам пакінуць Парыж («Parigi, o cara»), пакуль Віялета не адчувае раптоўны прывідны прыліў сіл («È strano! Cessarono gli spasimi...») і не падае мёртвай у абдымках каханага.