1. Akt
Rom, im Juni 1800. In der Kirche von Sant’ Andrea della Valle.
Ein Mann in Häftlingskleidern stürzt in die leere Kirche, wo er nach verzweifeltem Suchen seinen vorbereiteten Unterschlupf in der Kapelle der Familie Attavanti findet. Der Mesner bringt für Mario Cavaradossi, der an einem Bildnis der Maria Magdalena arbeitet, Malutensilien und etwas zu essen. In den Zügen der Heiligen meint der Kirchendiener eine Frau zu erkennen, die in jüngerer Zeit häufi g zum Beten in die Kirche gekommen sei; Cavaradossi bestätigt die Vermutung und sinniert über die verschiedenen Erscheinungsformen weiblicher Schönheit: die blonde Gräfi n Attavanti und seine schwarzhaarige Geliebte, die Opernsängerin Floria Tosca. Der Mesner verlässt die Kirche. Der Flüchtige glaubt sich wieder allein und kommt aus seinem Versteck. Cavaradossi erkennt in ihm Angelotti, den Konsul der gestürzten römi schen Republik (und Bruder der Attavanti), und bietet ihm seine Hilfe an. In dem Moment klopft Floria Tosca an die Kirchentür. Um kein Risiko einzugehen, will Cavaradossi sie nicht in die Flucht einweihen. Er drängt Angelotti, sich wieder zu verstecken, und gibt ihm den Esskorb zur Stärkung.
Tosca verdächtigt Cavaradossi, eine andere Frau zu treffen; er versucht ihre Eifersucht zu beschwichtigen. Sie schlägt vor, nach ihrer Vorstellung den Abend gemeinsam zu verbringen, doch er ist mit seinen Gedanken anderswo, und seine abwesende Reaktion entfacht ihre Eifersucht aufs Neue. Sie erkennt in dem Bildnis das Antlitz der Attavanti und fühlt sich in ihrem Verdacht bestätigt. Mit Mühe gelingt es Cavaradossi, Tosca zu beruhigen und zum Gehen zu bewegen; sie verlangt von ihm, Maria Magdalena schwarze Augen zu malen.
Cavaradossi gibt Angelotti Hinweise zum Versteck. Ein Kanonenschuss kündigt an, dass Angelottis Flucht entdeckt ist. Nun ist Eile geboten; Cavaradossi führt Angelotti selbst zu seinem Haus, wo der Republikaner Zufl ucht fi nden soll.
Der Mesner überbringt dem Kirchenchor die Nachricht vom Sieg der Österreicher gegen die Armee Napoleons und ordnet an, ein Fest vorzubereiten. Die Sänger jubeln ausgelassen durcheinander. Baron Scarpia tritt mit seinen Schergen ein und ist empört über die Unordnung in der Kirche. Der verängstigte Mesner wird befragt; in der offenen Kapelle entdecken die Geheimpolizisten Angelottis Kleidung, den geleerten Korb und einen Fächer der Attavanti. Der Verdacht fällt auf Cavaradossi. Tosca kehrt zurück; weil sie bei dem Fest singen soll, muss sie die Verabredung mit ihrem Geliebten absagen. Scarpia schürt ihre Eifersucht, indem er behauptet, den Fächer auf dem Gerüst des Malers gefunden zu haben. Damit provoziert er Tosca, sofort in Cavaradossis Haus zu eilen und Scarpias Spione damit zum vermuteten Versteck Angelottis zu führen. Während der Chor singt, gibt sich Scarpia seinen Fantasien von Lust und Gewalt hin.
2. Akt
Im Palazzo Farnese.
Scarpia bestellt Tosca zu sich ein. Der Polizeispitzel Spoletta berichtet von der vergeblichen Suche nach Angelotti. Nur Cavaradossi wurde verhaftet und wird zum Verhör hereingebracht, doch er verrät nichts. Durchs Fenster klingt die Festkantate mit Tosca als Solistin herauf. Scarpia befi ehlt, Cavaradossi zu foltern. Als der Maler gerade abgeführt wird, tritt Tosca in den Raum; Cavaradossi schärft ihr ein, nichts zu sagen.
Sie versichert Scarpia, ihre Eifersucht sei grundlos gewesen. Als Scarpia ihr sagt, dass ihr Geliebter gefoltert wird, ist sie entsetzt. Es gelingt Cavaradossi, Tosca noch einmal zum Schweigen zu verpfl ichten. Doch sie hält es nicht länger aus, seine Schmerzensschreie zu hören, und offenbart Scarpia, wo Angelotti versteckt ist. Cavaradossi wird ohnmächtig hereingetragen. Scarpia schickt Spoletta, Angelotti zu holen. Sciarrone bringt die überraschende Nachricht, dass die Schlacht bei Marengo anders als geglaubt verloren und stattdessen Napoleon Sieger sei. Cavaradossi bricht mit letzter Kraft in Jubel aus und provoziert Scarpia; er wird abgeführt, und sein Schicksal scheint besiegelt. Tosca versucht, mit dem als käufl ich geltenden Scarpia über den »Preis« von Marios Freilassung zu verhandeln; doch zu ihrem Entsetzen fordert Scarpia kein Geld, sondern körperliche Hingabe. Tosca ahnt, dass ihr keine Wahl bleibt. Sie refl ektiert über ihr Leben und ihre Kunst.
Spoletta berichtet, Angelotti habe sich umgebracht. Scarpia zwingt Tosca zu einer schnellen Entscheidung; sie stimmt dem Handel zu. Scarpia ordnet an, dass Cavaradossi zum Schein erschossen werden soll, und stellt ihm und Tosca einen Passierschein aus, mit dem sie nach der vorgetäuschten Hinrichtung die Stadt verlassen können. Als Scarpia sie umarmen will, greift Tosca in einem blitzartigen Entschluss ein auf dem Tisch liegendes Messer und ersticht Scarpia.
3. Akt
Auf der Plattform der Engelsburg.
Aus der Ferne erklingt der Gesang eines jungen Hirten.
Um Tosca einen Abschiedsbrief schreiben zu können, überlässt Mario dem Gefängniswärter seinen letzten Besitz. Seine Gedanken vor dem Sterben gelten nur ihr.
Tosca bringt die Nachricht von der Scheinhinrichtung und erzählt, wie sie Scarpia ermordet hat. Beide schwanken zwischen Besorgnis und Hoffnung auf die Zukunft.
Die Erschießung wird vorbereitet. Tosca gibt Mario Anweisungen, nach den Schüssen still und wie tot liegenzubleiben, bis alle Soldaten gegangen sind. Das Erschießungskommando drückt ab, und Mario fällt. Vereinbarungsgemäß hindert Spoletta den Sergeanten, ihm den Gnadenschuss zu geben. Doch als alle fort sind, steht Mario nicht wieder auf. Tosca entdeckt, dass er wirklich erschossen wurde. Im selben Moment stürmen Soldaten auf die Plattform: Der tote Scarpia ist gefunden worden, Tosca als Mörderin offensichtlich. Bevor sie ergriffen werden kann, stürzt sie sich von der Burg in die Tiefe.