Дія відбувається в Римі у 1800 р.
Художник Каварадоссі допомагає втікачеві із тюрми республіканцю Анджелотті скритися від переслідувань. Начальник поліції барон Скарпіа натрапив на його слід і за всяку ціну вирішив його спіймати. Він підступно розпалює ревність в коханої художника, співачки Флорїї Тоски, і вона випадково видає йому місце своїх побачень з Каварадоссі. Саме там, в костьолі, переховується Анджелотті. Однак знайти його не вдається.

На допит до Скарпіа доставляють Каварадоссі. Його катують, і стогін його чує Тоска. Вона не переносить мук коханого і виказує, де переховується Анджелотті.

Каварадоссі загрожує страта. Скарпіа пропонує Тосці стати його коханкою, обіцяє, що розстріл Каварадоссі буде проведено холостими пострілами. Він віддає у присутності Тоски двозначний наказ і пише перепустку для неї і Каварадоссі, щоб вони могли покинути Рим. Коли Скарпіа намірився обняти Тоску, вона встромлює йому у груди ножа.

З’явившись в камеру до Каварадоссі, Тоска переконує коханого, що він буде врятований.

Але Скарпіа виявився підлим до кінця. Каварадоссі падає мертвий. Поліція переслідує Тоску. Вона піднімається на парапет башти і кидається вниз.