Действие первое. Молодой крестьянин Неморино страстно влюблён в свою односельчанку Адину. Девушка необычайно хороша собой и знает себе цену, кроме того, она горда и заносчива. Как знать, может быть, ей и симпатичен Неморино, но она никогда не сознается в этом. Пока же Адина изводит и без того робкого вздыхателя постоянными насмешками.

Измученный любовью Неморино не в силах придумать, как вызвать в девушке ответное чувство, чем привлечь к себе её внимание. Вот и в этот ранний час он, спрятавшись за изгородью, пытается узнать, о чём беседует его возлюбленная со своей подругой Джаннеттой. Оказывается, девушки говорят о старинной легенде про Тристана и Изольду, и каждая мечтает о такой же возвышенной любви. Вот бы только достать тот волшебный напиток, благодаря которому легендарные герои сразу и навсегда полюбили друг друга! Услышав о волшебном напитке, Неморино решает во что бы то ни стало раздобыть таинственный эликсир.

В деревню с барабанным боем вступает батальон солдат под командованием сержанта Белькоре. Щёголь и фанфарон Белькоре туг же замечает хорошенькую Адину и принимается за ней ухаживать. Увлекаясь, он, не долго думая, предлагает девушке руку и сердце, чем вызывает полное отчаяние у присутствующего здесь Неморино. Правда, Адина без восторга встречает предложение сержанта, ей не по вкусу нахальство и самоуверенность Белькоре. Однако решительный отпор Адины не мешает крестьянам, ставшим свидетелями этой сцены, вдоволь посмеяться над неудачливым Неморино - все уверены, что рано или поздно бравый сержант покорит строптивую Адину.

Между тем неисправимая кокетка Адина приглашает солдат к себе на ферму отдохнуть и подкрепиться с дороги. Тут же она не упускает возможность лишний раз уколоть самолюбие Неморино, вызвать его ревность: Адина советует юноше отправиться в город проведать своего больного дядюшку, который, как говорят, совсем плох, и как бы племяннику не лишиться богатого наследства. Продолжая терзать сердце влюблённого, ветреница говорит о капризности своего нрава. Пусть Неморино ни на что не надеется, не мучит себя и постарается её забыть. Горю Неморино нет предела.

Новое событие привлекает внимание всей деревни: в нарядной карете, украшенной флагами, приезжает роскошно одетый и представительный господин. Это странствующий доктор Дулькамара, всемогущий исцелитель, врачеватель любых болезней. Ловко подвешенный язык доктора-шарлатана способен любого заманить в сети обмана. Одной из первых жертв мнимого лекаря становится наивный Неморино. Его, конечно же, интересует, нет ли у почтенного доктора "напитка королевы Изольды"? Не моргнув глазом, Дулькамара вручает Неморино желанную бутылку с "любовным напитком". Однако доктор предупреждает, что напиток можно принять только через сутки, то есть тогда, когда Дулькамара рассчитывает быть далеко от деревни и избежит разоблачения. Но слишком велико нетерпение влюблённого юноши, он тут же выпивает содержимое бутылки. Хотя по вкусу "эликсир" напоминает обыкновенное вино, Неморино неожиданно быстро испытывает волшебное действие напитка. Куда девались робость, смущение, на смену им пришла твёрдая уверенность в победе над капризной Адиной. Неморино весел, смеётся, шутит и при этом совершенно не замечает Адины, словно её и нет рядом. В присутствии всех он заявляет, что к утру следующего дня совершенно исцелится от любви. Такая перемена совершенно неожиданна для Адины, она уязвлена, её самолюбие жестоко страдает. В это время приходит Белькоре, и Адина, желая отомстить Неморино, даёт согласие на брак с сержантом. Ждать ему придётся недолго. Неожиданно приходит приказ Белькоре срочно выступать с батальоном. Раздражённая равнодушием Неморино, Адина предлагает сержанту справить свадьбу до того, как батальон покинет деревню. Только теперь Неморино начинает понимать, что может навек потерять возлюбленную, и просит Адину хотя бы отсрочить принятое решение, но капризница только смеётся над ним. Окрылённый успехом Белькоре приглашает всех присутствующих на свадьбу.

Действие второе. В доме Адины полно гостей, идут приготовления к свадебному обряду. В центре внимания - доктор Дулькамара, который явился поздравить жениха и невесту. Здесь же сержант Белькоре, недоумевающий над странным непостоянством своей невесты: ещё недавно она торопила его с заключением брачного контракта, а теперь тратит впустую время, распевая с доктором Дулькамарой.

Неморино озабочен по-своему. Ему срочно нужны деньги, чтобы купить у лекаря новую порцию "любовного напитка". Это его последняя надежда, время уходит, а вместе с ним и возможность вернуть любимую, которая, кажется, всерьёз решила выйти замуж за этого легкомысленного щёголя. Неожиданно на помощь приходит сам злополучный жених. Сержант предлагает Неморино вступить в рекруты, за что он сразу получит двадцать скуди. Недолго колеблясь, юноша решает пойти на эту сделку ради любви к Адине и, получив положенные за вербовку деньги, отправляется на поиски Дулькамары. Сержант доволен - он избавился от соперника и заодно получил новобранца.

Пока Неморино ищет Дулькамару, в деревню приходит неожиданное известие: в городе скоропостижно скончался дядюшка Неморино, оставив племяннику солидное состояние. Об этом уже знают все, кроме главных героев. Неморино занят только своим "любовным напитком". Он получил от Дулькамары следующую бутылку с "эликсиром" и заверениями доктора, что на этот раз напиток непременно поможет. И действительно, стоило Неморино только появиться на площади, как уже первая встретившая его девушка, а ею оказывается подруга Адины Джаннетта, уделяет ему особенное внимание. Не ведая того, что он теперь богатый жених, Неморино принимает знаки внимания как результат благотворного действия напитка. Это придаёт ему ещё большую уверенность, так что он готов даже не замечать неверную Адину.

Всё происходящее изумляет даже видавшего виды Дулькамару - неужто и правда он обладает "любовным напитком". Дулькамара предлагает строптивой Адине тоже попробовать чудесного "эликсира". Но Адина уже не нуждается ни в каких чудодейственных снадобьях - она поняла, что любит Неморино. Вот она сама подходит к юноше и передаёт ему выкупленную у Белькоре рекрутскую расписку: Неморино свободен. Но главная радость охватывает Неморино, когда он слышит из уст возлюбленной нежное признание и слова согласия выйти за него замуж В довершение односельчане сообщают изумлённому счастливцу, что он обладатель большого состояния.

Сержант Белькоре не очень огорчён - впереди его ждут поход и встречи с новыми прелестными девушками. Что же касается Дулькамары, то он на вершине триумфального успеха. Всё его плутовство с "бальзамами" и "эликсирами" так и осталось не разоблачённым, ему удалось всех убедить в том, что только благодаря его "любовному напитку" благополучно решилась судьба влюблённых. Дулькамару провожают с почётом. Крестьяне приветствуют счастливых Адину и Неморино.