Akt 1
W pokoju na poddaszu czterech cyganów
Akt 1 rozgrywa się w Paryżu około 1830 roku. Grupa cyganerii mieszka w pokoju na poddaszu. Marcello maluje, a Rodolfo wpatruje się w okno. Są tak biedni i zziębnięci, że palą napisany przez Rodolfo dramat. Colline, filozof, przychodzi roztrzęsiony i zmartwiony, bo nie udało mu się zastawić kilku książek. Schaunard, muzyk grupy, przybywa z jedzeniem, drewnem na opał, winem, cygarami i pieniędzmi. Mówi przyjaciołom, że ma te rzeczy, bo ma pracę u angielskiego dżentelmena. Pozostali prawie nie słuchają, bo są tak głodni, że szybko próbują zjeść jedzenie. Schaunard przerywa im, zabierając posiłek i mówiąc, że wszyscy będą świętować jego szczęście, jedząc kolację w Cafe Momus.
Podczas gdy oni piją, Benoit, gospodarz, przychodzi, aby odebrać czynsz. Dają mu dużo wina, więc upija się i zaczyna opowiadać ludziom swoje przygody o miłości. Potem mówi, że jest żonaty, ale pozostali wyrzucają go z pokoju. Pieniądze, które powinny być przeznaczone na zapłacenie czynszu, zostają podzielone między grupę, aby mogli się dobrze bawić.
Pozostali Cyganie wychodzą, ale Rodolfo zostaje na chwilę sam, by dokończyć artykuł do gazety, obiecując, że wkrótce dołączy do przyjaciół. Rozlega się pukanie do drzwi i wchodzi Mimie, krawcowa, która mieszka w mieszkaniu poniżej. Jej świeca zgasła, a nie ma zapałek, prosi Rodolfo, by ją zapalił. Dziękuje mu, ale po kilku sekundach wraca, mówiąc, że zgubiła klucz. Obie świece gasną. Jest ciemno, a para próbuje się jakoś odnaleźć. Rodolfo chce spędzić czas z Mimi. Znajduje klucz, ale nie mówi jej o tym i chowa go do kieszeni. W dwóch bardzo znanych ariach (Rodolfo "Che gelida manina - Jaka zimna mała rączka" i Mimi "Sì, mi chiamano Mimì - Tak, nazywają mnie Mimì") opowiadają sobie o swoim odmiennym pochodzeniu. Przyjaciele Rodolfo wzywają go do siebie. On wolałby zostać z Mimie, ale ona decyduje, że oboje powinni pojechać razem. Wychodzą śpiewając o swojej miłości do siebie nawzajem.
Akt 2
Dzielnica Łacińska w Wigilię
Na ulicach jest pełno szczęśliwych ludzi. Rodolfo kupuje Mimi czapkę. Przyjaciele idą do kawiarni. Musetta, która kiedyś była ukochaną Marcella, przychodzi do kawiarni z Alcindoro, bogatym, starszym mężczyzną. Jest nim zmęczona. Śpiewa niegrzeczną piosenkę, mając nadzieję, że Marcello ją zauważy.
Marcello zaczyna szaleć z zazdrości. Aby choć na chwilę pozbyć się Alcindoro, Musetta udaje, że ma ciasny but i wysyła go z nim do szewca. Musetta i Marcello padają sobie w ramiona w żałobie.
Rozlega się odgłos parady wojskowej. Marcello i Colline niosą Musettę na ramionach, a wszyscy klaszczą. Alcindoro wraca z naprawionym butem. Kelner wręcza mu rachunek. Zdziwiony tym, ile musi zapłacić, osuwa się na krzesło.
Akt 3
Przy bramce poboru opłat miesiąc lub dwa później
Mimie przechodzi przez bramkę poboru opłat. Kaszle. Znajduje Marcello, który mieszka w małej tawernie niedaleko bramy. Opowiada mu o swoim ciężkim życiu z Rodolfo, który opuścił ją tej nocy.
Rodolfo wychodzi z tawerny, szukając Marcello. Mimì ukrywa się. Słyszy, jak Rodolfo mówi Marcellowi, dlaczego ją zostawił. Najpierw mówi, że Mimie go nie kocha, ale potem, że zostawił ją, bo umiera na chorobę.
Rodolfo jest biedny i niewiele może zrobić, aby pomóc Mimie. Ma nadzieję, że jakiś bogacz zakocha się w niej i zapłaci za jej leczenie. Marcello, z życzliwości dla Mimi, próbuje powstrzymać Rodolfo, ale ona już wszystko słyszała.
Musi kaszleć, a Rodolfo ją odkrywa. Śpiewają o swojej utraconej miłości i zgadzają się, że powinni się rozdzielić. Bardzo się kochają i postanawiają zostać razem aż do wiosny. W tle słychać kłótnię Marcello i Musetty.
Akt 4
Pokój na poddaszu
Marcello i Rodolfo są smutni po stracie swoich bliskich. Schaunard i Colline przybywają z niewielką ilością jedzenia. Udają, że mają wielką ucztę i wszyscy tańczą. Musetta przyjeżdża z nowiną: Mimi, która znalazła bogatego pana, teraz go opuściła i błąka się po ulicach, czując się bardzo źle i słabo.
Musetta przyprowadza Mimi z powrotem do pokoju na poddaszu. Mimi zostaje posadzona na krześle. Musetta i Marcello wychodzą sprzedać kolczyki Musetty, by kupić lekarstwa, a Colline idzie zastawić płaszcz. Schaunard odchodzi po cichu, by dać Mimi i Rodolfo czas dla siebie. Pozostawieni sami sobie, wspominają swoje dawne szczęście.
Wspominają swoje pierwsze spotkanie. Rodolfo daje Mimi różowy czepek, który jej kupił, a który zachował na pamiątkę ich miłości. Inni wracają z prezentem w postaci mufki do ogrzania rąk Mimi i lekarstw, i mówią Rodolfo, że wezwano lekarza, ale jest już za późno. Kiedy Musetta się modli, Mimi umiera. Rodolfo zalewa się łzami.
