Опера повествует о гейше Чио-Чио-сан, прозванной Мадам Баттерфляй, которая выходит замуж за лейтенанта американского флота Пинкертона. Ради него она рвет отношения с близкими людьми, готова принять христианство. Вскоре после свадьбы Пинкертон уезжает. Он женится на американке, даже не подозревая, что у него в Японии родился сын.
Брошенная мужем, покинутая родными, Чио-Чио-сан живет со служанкой и маленьким сыном в нужде. Она отчаянно ждет возвращения Пинкертона.
Спустя три года после свадьбы он возвращается в Японию. Узнав, что в порт прибыл американский корабль, Баттерфляй охвачена радостью, она украшает дом цветами и ждёт Пинкертона.
Пинкертон, узнав, что у него есть сын, не может сдержать волнения. Он приезжает к Чио-Чио-сан в сопровождении новой американской жены Кэт за мальчиком. Увидев гостей, Чио-Чио-сан догадывается обо всем. Потрясенная до глубины души она соглашается отдать сына. Нежно простившись с сыном, проводив гостей, Чио-Чио-сан наносит себе удар кинжалом.
В главных ролях заслуженная артистка России Валентина Цыдыпова (Мадам Баттерфляй), лауреат Государственной премии Бурятии Баиржаб Дамбиев (Пинкертон), сообщает пресс-служба театра.