A szövegkönyvet Luigi Illica és Giuseppe Giacosa írták John Luther Long 1898-as elbeszélése nyomán.
B.F. Pinkerton, az amerikai haditengerészet hadnagya, Japánban járva könnyed szórakozásként házasságot köt Cso-cso-szánnal. A fiatal gésa rajongással és teljes odaadással fogadja őt, rögtön felvéve vallását, magáévá téve amerikai szokásait, vállalva ezzel saját hagyományainak sutba dobását és annak fájdalmát is, hogy a tulajdon családja kiátkozza. Igen rövid együtt töltött idő után Pinkertont elszólítják a feladatai, és bár ígéretet tesz a visszatérésre, sem Sharpless amerikai konzul, sem a szolgálólány, Szuzuki óvó szavai nem elegendőek arra, hogy a búcsúzó házaspár tagjai meglássák a közelgő tragédia gyökerét: a szerelem, ami Pinkertonnak jóleső, futó kaland volt, az a Pillangókisasszony számára egész életét meghatározó, elementáris jelentőséggel bír. Cso-cso-szán rövidesen megszüli közös gyermeküket, azonban a reménykedő várakozás három hosszú éve után Sharpless konzul letaglózó hírrel jelenti be Pinkerton visszatérését: a hadnagy Amerikában is megnősült, Japánból pedig csak a gyermekét szándékozik magával vinni.
Puccini hatodik operája felkavaró zenei mélységgel mutatja be hőseinek érzelemvilágát, a könnyed játékosság állapotától, az elragadtatott szerelmen keresztül, a hősies kitartáson át, a vad fájdalomig. Érett szerző tökéletesre csiszolt alkotása a Pillangókisasszony, amely a távol-keleti hangzásvilág zenei fűszereit rafináltan hangszerelt zenekari anyagba rejti. Puccini harmadik együttműködése a Giacosa-Illica szövegíró párossal a Bohémélet és a Tosca után az operairodalom újabb remekművét hozta létre az utókor számára, amelynek hallgatóira gyakorolt hatása a premier után pontosan 120 évvel sem veszített erejéből.