Une réception fastueuse bat son plein dans le salon de Violetta Va l é r y, une femme du demimonde belle et célèbre que protège le baron Douphol. Gastone de Letorières arrive accompagné d’Alfredo Germont, un admirateur, passionné mais discret, de Violetta, qu’il lui présente. Irrité par leur conversation, le baron Douphol refuse de se joindre au toast, qu’entonne alors Alfredo. Les danses commencent mais Violetta, en proie à une quinte de toux, ne peut pas suivre les autres dans le salon. Elle doit s’arrêter. Restée seule, et tandis qu’elle observe la pâleur de son visage dans un miroir, elle s’aperçoit de la présence d’Alfredo. Celui-ci lui avoue qu’il est amoureux d’elle depuis un an. Violetta le repousse d’abord, puis elle lui tend un camélia, sa fleur préférée, et l’invite à revenir la voir le lendemain, lorsque la fleur sera fanée. Alfredo, heureux, quitte la fête. Violetta rejoint ses invités. La réception se termine et tous saluent l’aube du nouveau jour. À nouveau seule, Violetta se surprend à rêver à la possibilité de vivre cet amour, mais elle écarte tout de suite ce rêve : pour elle il n’existe d’autre destin que celui de la volupté et des plaisirs mondains.
Dans la maison de campagne de Violetta, près de Paris, Violetta a renoncé à sa vie luxueuse de Paris et vit retirée à la campagne avec Alfredo. Celui-ci chante son bonheur, mais la femme de chambre Annina lui révèle que Violetta a dû vendre ses bijoux pour faire face à leurs dépenses. Blessé dans son orgueil, il décide alors de se rendre à Paris pour se procurer l’argent nécessaire. Violetta entre : elle vient de recevoir une invitation à une fête organisée par son amie Flora, invitation qu’elle est sur le point de refuser lorsqu’on lui annonce un visiteur. Il s’agit du père d’Alfredo, Giorgio Germont, qui menace Violetta et l’enjoint de rompre sa relation avec son fils pour empêcher qu’il ne se ruine pour elle. Violetta se défend avec dignité et lui prouve qu’elle a vendu ses bijoux pour ne pas demander de l’argent à Alfredo. Germont change alors de ton, passant de la menace à la prière : il la supplie de rompre avec Alfredo pour ne pas gâcher le bonheur d’une autre fille, dont les fiançailles risquent d’être compromises à cause de ce lien scandaleux entre elle et son fils. Violetta, bien qu’il lui en coûte, accepte de s’éloigner d’Alfredo pendant quelque temps, mais Germont exige davantage : Violetta devra abandonner Alfredo pour toujours. Désespérée, elle accepte de sacrifier son propre bonheur à celui des Germont. Elle demande seulement qu’après sa mort Germont révèle à son fils son sacrifice. Après le départ de Germont Violetta décide d’écrire une lettre d’adieu à Alfredo et d’accepter l’invitation de Flora. Alfredo arrive de Paris, très inquiet : il est au courant de la visite de son père et craint la décision de Violetta. Celle-ci, très agitée et dans un élan passionné et tragique, le supplie de l’aimer, puis elle s’enfuit. Alfredo, à qui on remet la lettre d’adieu de Violetta, tombe, désespéré, dans les bras de son père qui vient d’arriver. Germont essaie en vain de le consoler. Découvrant sur la table l’invitation de Flora, Alfredo, en proie à la jalousie, décide de se rendre à Paris pour retrouver Violetta et se venger d’elle.
Chez Flora, un bal masqué a lieu. Des jeunes femmes habillées en bohémiennes font une entrée bruyante dans le salon, suivies d’un groupe d’hommes habillés en toreros. Alfredo arrive au moment où les invités s’installent pour jouer aux cartes. Violetta entre à son tour, accompagnée du baron Douphol. Ce dernier, après avoir enjoint Violetta de ne pas parler avec Alfredo, s’assied à une table de jeu. Alfredo continue à gagner et à faire des allusions visant à provoquer le baron. À l’annonce que le dîner est servi, tous sortent de la salle. Violetta revient précipitamment sur ses pas : elle a fait appeler Alfredo pour pouvoir lui parler en privé. Alfredo entre et Violetta le supplie de s’en aller, mais il lui ré pond qu’il ne partira qu’avec elle. Violetta se sent alors obligée de lui révéler qu’elle a juré de ne plus jamais le revoir. Comme Alfredo insiste pour savoir si elle a fait ce jurement au baron, elle ment et, désespérée, lui répond que oui. Alfredo, furieux, perd tout contrôle. Il appelle les invités et, avec mépris, jette à la figure de Violetta l’argent qu’il vient de gagner au jeu. Violetta s’évanouit tandis que Germont avance au milieu des invités horrifiés. Il fait d’âpres reproches à son fils (sans toutefois lui révéler le sacrifice de Violetta), lequel est aussitôt envahi de remords. Violetta revient à elle, et pleure tandis qu’Alfredo s’éloigne avec son père et que le baron Douphol le défie en duel.
Environ un mois plus tard, Violetta, atteinte d’une maladie de poitrine, est obligée de garder le lit. Le docteur Grenvil, qui est venu l’ausculter, ne cache pas à Annina que sa fin est proche. À nouveau seule, Violetta lit une lettre de Giorgio Germont. Celui-ci lui révèle qu’il a raconté la vérité à son fils, lequel est déjà en route pour Paris pour la revoir. Violetta est à bout de forces et sans espoir. Dehors, le carnaval bat son plein. Lorsqu’Alfredo arrive, les deux amants s’embrassent et rêvent de quitter ensemble la ville, mais Violetta se rend vite compte qu’il est trop tard. Le vieux Germont, qui considère maintenant Violetta comme sa fille, arrive à son tour. La fin approche : Violetta donne son portrait à Alfredo, le prie de se sentir libre de tout lien et, après un dernier et passager sursaut de vie, elle meurt parmi le désarroi des personnes qui l’entourent.
