ATTO PRIMO
È il primo pomeriggio del 17 giugno 1800, nella chiesa di Santa Maria degli Angeli. Il pittore Mario Cavaradossi sta ritraendo in un quadro Maria Maddalena e le dà il volto della marchesa Attavanti, che ha visto più volte entrare in una cappella. Da questa cappella esce Cesare Angelotti, già console della repubblica romana soppressa dalle truppe napoletane e fratello della marchesa. Angelotti è evaso poco prima da Castel Sant’Angelo, dove il barone Vitellio Scarpia, capo della polizia, l’aveva imprigionato. Cavaradossi, di sentimenti liberali, gli offre rifugio nella propria villa. Sopraggiunge Tosca, cantante tanto famosa quanto avvenente e amante di Cavaradossi. Il quadro che ritrae l’Attavanti l’ingelosisce, ma, rassicurata da Cavaradossi, Tosca s’allontana. Cavaradossi e Angelotti lasciano la chiesa, nella quale entra poco dopo Scarpia, che ha iniziato le ricerche dell’evaso. Torna Tosca, per avvertire Cavaradossi che la sera dovrà eseguire a Palazzo Farnese una cantata per festeggiare la vittoria che l’esercito austriaco ha riportato a Marengo su Napoleone. Non trovando l’amante è ripresa dalla gelosia, che d’altronde Scarpia rinfocola. Da tempo desidera Tosca, e ordina al poliziotto Spoletta di pedinarla. Rimane quindi nella chiesa per assistere al Te Deum di ringraziamento per la sconfitta subita da Napoleone.
ATTO SECONDO
Scarpia sta cenando in una sala di Palazzo Farnese, residenza romana dei Borbone di Napoli. Gli giunge la voce di Tosca che esegue la cantata celebrativa e decide di convocarla. Apprende poi da Spoletta che Angelotti è irreperibile, ma che certamente Cavaradossi conosce il suo nascondiglio, e quindi lo ha arrestato. Ha inizio l’interrogatorio: il pittore nega di conoscere il nascondiglio di Angelotti e impone il silenzio a Tosca, nel frattempo sopraggiunta. Scarpia lo sottopone a tortura e Tosca, disperata, rivela che Angelotti è nascosto in un pozzo del giardino della villa di Cavaradossi. Sopraggiunge il gendarme Sciarrone, e informa che a Marengo Napoleone non è stato sconfitto, ma ha vinto. L’esultante Cavaradossi è imprigionato. Rimasto solo con Tosca, Scarpia la ricatta: se gli si concederà, potrà salvare Cavaradossi e lasciare Roma con lui. È interrotto da Spoletta, il quale riferisce che Angelotti ha evitato la cattura uccidendosi. Tosca, sempre più sconvolta, chiede a Scarpia, in cambio di ciò che egli pretende, un salvacondotto per Cavaradossi e per sé. Scarpia acconsente, ma precisa che, non avendo egli la facoltà di graziare Cavaradossi, occorrerà simularne la fucilazione, con un plotone che sparerà a salve. Mentre compila il salvacondotto, Tosca impugna un coltello scorto sul tavolo al quale Scarpia stava cenando all’inizio dell’atto, e lo uccide.
ATTO TERZO
Sulla piattaforma di Castel Sant’Angelo. È l’alba, salutata dallo scampanio delle chiese di Roma e anche dal malinconico stornello d’un giovane pastore. Cavaradossi, in attesa di essere giustiziato, inizia una lettera di addio che un carceriere, in cambio di un anello, consegnerà a Tosca. Colto tuttavia dai ricordi dei giorni felici, si interrompe commosso. Ma Tosca giunge di lì a poco, mostra il salvacondotto all’amante, entrambi esultano. Tosca esorta Cavaradossi a fingersi colpito quando il plotone di esecuzione sparerà a salve: ma Scarpia la ha ingannata. La scarica dei soldati uccide Cavaradossi e Tosca, disperata, sfugge a Sciarrone e a Spoletta, che hanno scoperto l’uccisione di Scarpia, e si getta nel Tevere che scorre sotto Castel Sant’Angelo, invocando la giustizia divina.