Un village au temps des moissons. C’est l’heure de la sieste. Nemorino admire de loin, comme tous les jours, la belle Adina. Adina, qui s’intéresse aux arts, lit la légende de Tristan et Iseut et s’amuse beaucoup de l’histoire du philtre d’amour. Elle fait même la lecture aux paysans. Arrive le sergent Belcore, le bien nommé, à la tête d’un escadron. Au cours d’une scène de séduction en public, il propose le mariage à Adina. La jeune femme demande à réfléchir et, en attendant, le reçoit chez elle pour lui offrir à boire. Nemorino, blessé, ouvre son coeur, il veut même mourir, mais Adina le décourage.

Elle est inconstante, elle ne veut pas l’aimer. Survient le docteur Dulcamara, un bonimenteur. Il vend un élixir magique guérissant tous les maux, des rides au diabète et jusqu’à la paralysie. Nemorino a une idée : le camelot doit sûrement posséder le philtre de la reine Iseut.

Dulcarama, ravi de trouver un pareil naïf, confirme. Il vend à Nemorino un flacon de Bordeaux et lui promet un effet certain en vingt-quatre heures (le temps, pour lui, de quitter le village...). Nemorino, fou de joie, teste le breuvage et finit la bouteille. Croyant ressentir les premiers effets du philtre, et certain de l’amour prochain d’Adina, Nemorino feint l’indifférence vis-à-vis d’elle. Piquée au vif, Adina accepte alors d’épouser Belcore dans six jours.

Nemorino ne s’inquiète pas. Demain, le philtre agira. Mais un contretemps oblige Belcore à partir à la guerre dès le lendemain. Adina décide donc d’épouser le militaire sur-le-champ. Dessoûlé, Nemorino la supplie d’attendre. Mais la fermière, vexée, invite tout le village à la noce. Nemorino est fou de douleur.

C’est la fête du mariage. On boit, on s’amuse, on chante. Nemorino n’est pas venu, ce qui déçoit Adina. Tous sortent pour signer le contrat de mariage et laissent Dulcamara seul, devant le buffet. Arrive Nemorino, au bord du suicide. Dulcamara lui conseille de reprendre un peu d’élixir. Mais Nemorino n’a plus d’argent et se décide à devenir soldat dans la troupe de Belcore pour se payer une nouvelle bouteille de Bordeaux magique. Les filles du village ont appris la mort de l’oncle de Nemorino. Il hérite, il sera riche. Elles trouvent le jeune homme soudain très séduisant et sont très aimables avec lui. « C’est l’élixir ! » pense le paysan qui a fini la deuxième bouteille.

Adina, voyant le succès de Nemorino et apprenant qu’il a voulu s’engager pour gagner son amour, se laisse enfin toucher elle aussi par les sentiments. Dulcamara lui propose un peu d’élixir mais Adina ne se fie qu’au pouvoir de ses yeux. Nemorino, qui a vu le trouble d’Adina, est heureux. Adina rend à Nemorino sa feuille d’engagement, qu’elle a rachetée à Belcore, puis tombe dans ses bras. Belcore se console en se disant que le monde est plein d’autres femmes. On s’arrache l’élixir de Dulcamara, cet élixir merveilleux qui vous donne et l’amour et l’argent.