Действие происходит в Париже в 1930-х годах.
Действие первое
Мансарда в Латинском квартале. Канун Рождества.
Поэт Рудольф живет в Латинском квартале вместе с друзьями: художником Марселем, философом Колленом и музыкантом Шонаром. Он беден и едва сводит концы с концами.
Рудольф и Марсель жалуются на пронизывающий холод. Необходимо срочно затопить печь. Марсель хочет сжечь стул, но Рудольф предлагает пустить в ход рукопись пьесы, над которой он работает. Друзья перебрасываются добродушными шутками, наслаждаясь теплом. Появляется Коллен, и они сжигают остатки пьесы.
Коллен приносит дрова, сигареты и вино. Следом приходит Шонар, который рассказывает, как его нанял англичанин, чтобы он непрерывно играл на скрипке, дабы ускорить кончину шумного соседского попугая. Через три дня попугая не стало.
Друзья принимают решение пообедать в Латинском квартале, но тут появляется Бенуа, хозяин дома, требующий плату за жилье. Они усиленно потчуют его вином, пока тот не начинает хвастать любовными победами и рассказывать о своих предпочтениях: он любит полных, a не таких костлявых, как его жена. Представители богемы изображают, будто неверность Бенуа вызывает их негодование, и выставляют его вон.
Обитатели мансарды собираются в кафе «Момюс». Однако Рудольф заявляет, что хочет остаться дома и закончить статью для журнала. За дверью слышится шум. Это девушка, которая просит огня для свечи.
Вскоре девушка возвращается: оказывается, она обронила ключ от своей комнаты.
Когда Рудольф хочет помочь ей, его свеча тоже гаснет. Он берет холодные руки незнакомки и рассказывает о своей жизни поэта. Она сообщает ему, что ее зовут Мими, и описывает свою бесхитростную жизнь вышивальщицы цветов.
Слышатся голоса друзей Рудольфа, которые просят его поторопиться. Он отвечает им и поворачивается к залитой лунным светом Мими. Они объясняются друг другу в любви.
Мими спрашивает, нельзя ли ей присоединиться к компании и пойти в кафе. Рудольф сначала хочет остаться, но в конце концов они уходят. В финале действия звучат любовные арии.
Действие второе
Кафе «Момюс» в Латинском квартале.
Шумная рождественская сцена: уличные торговцы выкрикивают названия товаров. Рудольф и Мими бредут сквозь толпу. Они садятся и заказывают обед. Рудольф представляет Мими своим друзьям. Проходит продавец игрушек Парпиньоль, за ним следует толпа детей. Мими показывает новым друзьям шляпку, которую купил ей Рудольф, и это вызывает гнев Марселя: он думает о своей неверной Мюзетте.
Провозглашается тост, и в это время появляется Мюзетта в сопровождении обожателя – Альциндора, которым она помыкает. Мюзетта, увидев Марселя, решает вновь завоевать его благосклонность. Она запевает песню. Марсель, находясь во власти прежних обид и поначалу стараясь не замечать Мюзетту, все же присоединяется к ней. Мюзетта жалуется, что у нее болит нога, и посылает Альциндора покупать ей новые туфли.
Приносят счет за обед, но тут оказывается, что ни у кого нет денег. Спасает положение Мюзетта, положив счет на тарелку Альциндора. Друзья покидают кафе в то время, когда по площади марширует оркестр. Возвращается Альциндор, обнаруживает счет и в изумлении опускается на стул.
Действие третье
У входа в таверну «Врата ада».
Дворники кричат, чтобы им открыли ворота. Из таверны раздается голос Мюзетты.
Появляется больная Мими и заходится мучительным кашлем. Она просит позвать Марселя. Марсель рассказывает ей, что они с Мюзеттой здесь живут и что Рудольф сейчас у них. Мими объясняет: из-за ревности Рудольфа их отношения разладились – и прошлой ночью он покинул ее. Марсель советует Мими уйти, но она прячется рядом.
Из таверны выходит Рудольф и говорит, что должен порвать с Мими: ее флирт сводит его с ума. В конце концов он сознаётся и называет истинную причину: Мими так тяжко больна, a он из-за своей бедности ничем не может ей помочь и не в силах смотреть, как медленно угасает его любимая. Мими теряет самообладание, плачет и кашляет. Рудольф спешит к ней. В это время раздается смех Мюзетты. Марсель упрекает свою подругу в неисправимом кокетстве, и они расходятся в разные стороны, обмениваясь колкими репликами. Рудольф и Мими после трогательного объяснения решают расстаться до весны.
Действие четвертое
Мансарда. Несколько месяцев спустя.
Марсель и Рудольф снова в старой мансарде, каждый занят своим делом. Прошло уже несколько месяцев, но оба не могут забыть возлюбленных.
Шонар и Коллен приходят с хлебом и селедкой, и четверка паясничает, разыгрывая шуточную церемонию. Вдруг появляется Мюзетта. Она привела с собой Мими, которая тяжело больна. Рудольф вносит Мими, и ее укладывают на кровать. Мюзетта объясняет, что она встретила Мими на улице и что та, чувствуя приближающуюся смерть, попросила отвести ее к Рудольфу. Мими собирается с силами и приветствует друзей. Мюзетта посылает Марселя продать ее серьги, чтобы заплатить за лекарства и врача, a Коллен отправляется к ростовщику закладывать свое любимое старое пальто.
Мими объясняется Рудольфу в любви. Они примиряются и предаются воспоминаниям о первой встрече. Мими охватывает приступ кашля. Возвращаются остальные, приносят шарф и лекарство. Однако помощь пришла слишком поздно: пока готовят лекарство, Мими тихо умирает.
