I. AKT
In eine Kirche stürzt Cesare Angelotti; dem Konsul der aufgelösten römischen Republik ist die Flucht aus dem Staatsgefängnis, der Engelsburg, geglückt. Am Fuße einer Madonnenstatue findet er den Schlüssel zu einer Kapelle; seine Schwester, die Gräfin Attavanti, hat dort Frauenkleider für ihn hinterlegt. Er versteckt sich in der Kapelle, als der Mesner kommt. Dieser sucht den Maler Mario Cavaradossi, der kurz darauf erscheint und an einem Bildnis der Maria Magdalena arbeitet. Entrüstet erkennt der Mesner im Bild der Heiligen die Züge einer unbekannten Frau, die in den letzten Tagen zum Beten kam. Der Maler gibt ihm zu verstehen, daß ihn diese blonde, blauäugige Frau zwar als Modell fasziniert habe, sein Herz aber allein Floria Tosca, der dunkelhaarigen Sängerin, gehöre.
Als Cavaradossi allein ist, gibt sich Angelotti ihm zu erkennen. Cavaradossi, ein heimlicher Sympathisant der Republikaner, sagt ihm seine Hilfe zu. Angelotti muß sich erneut verstecken, da Tosca kommt, und Mario ihre Eifersucht und ihr religiöses Pflichtbewußtsein fürchtet. Tosca möchte sich nach der Vorstellung mit ihrem Geliebten in seiner Villa treffen. Als Cavaradossi nur zurückhaltend reagiert, erwacht Toscas Eifersucht. In den Zügen der Maria Magdalena erkennt sie das Gesicht der Gräfin Attavanti. Nur mit Mühe kann Cavaradossi sie beruhigen und aus der Kirche drängen.
Ein Kanonenschuß ist das Zeichen, daß Angelottis Flucht entdeckt ist. Cavaradossi beschließt, Angelotti in einem Brunnen seines abgelegenen Landhauses vor den Verfolgern in Sicherheit zu bringen.
Der Mesner trifft Vorbereitungen für ein Te Deum: es herrscht Jubel über die Nachricht, Napoleon und seine Truppen seien bei Marengo geschlagen worden. Scarpia, der von der siegreichen royalistischen Reaktion eingesetzte Polizeichef von Rom, sucht mit seinen Schergen Angelotti. Als er in der Kapelle der Attavanti einen Fächer mit dem Wappen dieser Familie findet, zudem das Bild sieht und die Gräfin erkennt, weiß er, daß es eine Verbindung zwischen dem Maler und Angelotti geben muß.
Tosca kehrt zurück. Scarpia stachelt Toscas Eifersucht mit Hilfe des Fächers an. Sie beschließt, Cavaradossi mit der vermeintlichen Nebenbuhlerin in der Villa zu überraschen. Scarpias Schergen folgen
ihr.
2. AKT
Während die Königin mit dem römischen Adel im Palazzo Farnese den Sieg über Napoleon feiert, erwartet Scarpia in einem oberen Stockwerk die Festnahme von Angelotti und Cavaradossi. Als sein Spitzel Spoletta ihm berichtet, daß Angelotti nicht in der Villa Cavaradossis gefunden wurde, bricht Scarpia in Wut aus, ist aber erfreut. daß zumindest der Maler verhaftet wurde. Vergeblich verhört Scarpia diesen, um Angelottis Aufenthaltsort zu erfahren.
Tosca, die im Rahmen der Siegesfeier eine Festkantate gesungen hat, erscheint; Cavaradossi gibt ihr zu verstehen, daß sie schweigen müsse. Auf den Befehl Scarpias wird Cavaradossi gefoltert. Die Schreie ihres Geliebten brechen Toscas Widerstand und sie verrät das Versteck Angelottis.
In diesem Augenblick trifft die Nachricht ein, daß die Schlacht bei Marengo ein Sieg für Napoleon war. Cavaradossi triumphiert. Doch seine Freiheitsrufe werden erstickt, und er wird abgeführt. Tosca fleht um sein Leben. Scarpia fordert als Preis ihren Körper; gebrochen gibt Tosca nach, verlangt aber die sofortige Freilassung des Malers. Scarpia ordnet eine Scheinexekution an und beauftragt Spoletta diese vorzubereiten. Tosca erbittet für sich und Cavaradossi freies Geleit aus dem Kirchenstaat. Scarpia stellt einen entsprechenden Brief aus. Als er Tosca voller Begierde an sich zieht, ersticht sie ihn.
3. AKT
Auf der Plattform der Engelsburg erwartet Cavaradossi seinen Tod. Er bittet den Schließer, einige Abschiedsworte schreiben zu dürfen. Tosca erscheint, berichtet Cavaradossi von den Geschehnissen und zeigt ihm den Geleitbrief. Sie versichert ihm, daß er nur zum Schein erschossen wird, er solle seine Rolle gut spielen, beim ersten Schuß sofort zusammenbrechen - so wie Tosca auf dem Theater. Ungeduldig erwartet sie das Erschießungskommando. Als die Schüsse abgefeuert sind, erkennt Tosca, daß Scarpia sie betrogen hat. Die Schergen wollen sie verhaften; sie stürzt sich in die Tiefe.