Действие первое
Гостиная в доме Габриэля фон Айзенштайна. За окном слышна серенада, которую поёт поклонник Розалинды фон Айзенштайн, Альфред. Горничная Адель смеётся над ним, читая письмо от своей сестры — танцовщицы Иды. Сегодня вечером она будет на балу у молодого князя Орловского и может взять Адель с собой, если та раздобудет подходящий туалет в гардеробе хозяйки. Девушка мечтает об актёрской карьере, и знакомство с влиятельным театральным покровителем как раз кстати. Адель просит у Розалинды свободный вечер под предлогом болезни своей тёти, но получает отказ: муж Розалинды сегодня должен отправиться на пять дней в тюрьму, и она не может остаться совсем одна. Неожиданно появляется Альфред, чтобы заручиться согласием на вечернее свидание. Не успевает он исчезнуть, как врывается разъярённый хозяин дома, сопровождаемый адвокатом Блиндом. Судебный процесс Айзенштайна потерпел фиаско, но приход друга, доктора Фалька, улучшает настроение. Вместо тюрьмы Фальк приглашает приятеля на бал к Орловскому. Айзенштайн с радостью соглашается. Розалинда провожает мужа в тюрьму, а заодно отпускает и Адель.
В доме снова появляется Альфред, чтобы в очередной раз признаться Розалинде в любви. Идиллию нарушает директор тюрьмы Франк, пришедший арестовать хозяина дома. Вид мужчины в домашнем наряде не вызывает сомнений: конечно, это тот, кто ему нужен. Боясь скомпрометировать возлюбленную, Альфред выдаёт себя за осуждённого Айзенштайна и следует за Франком.
Действие второе
Бал на загородной вилле князя Орловского в самом разгаре, но Фальк обещает, что настоящее развлечение ещё впереди. Его розыгрыш — месть Айзенштайну за неудачную шутку. Когда-то после шумного маскарада Айзенштайн оставил запьяневшего Фалька спать на лавочке в костюме летучей мыши и сегодня заплатит за свой поступок сполна. Фальк придумывает гостям новые амплуа. Адель предстаёт в образе актрисы, Айзенштайн представляется французским маркизом Ренаром, а директор тюрьмы — французским шевалье. Узнав свою горничную, Айзенштайн, конечно, обескуражен, однако самое интересное — появление таинственной венгерской графини в маске. Это Розалинда. Она также приглашена на маскарад и «знакомится» со своим мужем, Аделью и Франком, не выдавая себя. Ничего не подозревая, Айзенштайн ухаживает за незнакомкой и приглашает её на свидание. «Графиня» отказывается снимать маску, но забирает у влюблённого «маркиза» часы — по ним он узнает её при следующей встрече.
Действие третье
Тюрьма. К утру сюда приходит Айзенштайн и видит за решёткой Альфреда. Ревнивый муж требует объяснений от супруги, которая оказывается здесь, чтобы восстановить справедливость. В ответ на подозрения Розалинда показывает ему часы, подаренные этой ночью венгерской графине. Фальк торжествует: Айзенштайн разоблачён. Впрочем, к счастью, Розалинда великодушно прощает своего легкомысленного, но всё ещё любимого мужа.