A Nagasaki, à la fin du siècle dernier, l'officier américain Pinkerton a acheté une maison... Et une femme : la jeune Sho-Sho-San, surnommée "Butterfly". Mais si pour elle ce mariage est un serment sacré, il n'en est pas de même pour Pinkerton qui, sa permission terminée, repart et l'abandonne à son sort pendant trois longues années ....