Действие I. Чердак в Латинском квартале, канун Рождества.
Рудольф и Марсель жалуются на холод. Нужно затопить печку, но нечем. Марсель предлагает использовать стул, но вместо стула Рудольф сжигает свою последнюю рукопись. Приходит философ Коллен, и друзья наслаждаются кратким моментом тепла.
Шонар приносит дрова, еду и вино и рассказывает, как нанялся работать к эксцентричному англичанину: тот велел ему игрой на скрипке уморить своего попугая. Друзья собираются пойти поужинать в Латинском квартале, но тут является квартирный хозяин, Бенуа, и требует плату за комнату. Молодые люди наливают ему вина, а когда он, разговорившись, начинает хвастаться любовными победами, изображают негодование и выставляют его за дверь.
Марсель, Коллен и Шонар уходят в кафе «Момюс», а Рудольф остаётся заканчивать статью. В дверь стучится девушка и просит зажечь ей свечку. От подъёма по лестнице ей становится нехорошо. Когда она собирается уходить, то на пороге свечу опять задувает сквозняк, а девушка понимает, что потеряла ключ. Свеча Рудольфа тоже гаснет, и они ищут ключ в темноте. Рудольф рассказывает девушке о своей жизни бедного поэта. Она говорит, что её зовут Мими, она вышивальщица. Шонар, Коллен и Марсель кричат Рудольфу с улицы, чтобы он поторопился. Мими спрашивает, нельзя ли ей пойти с ними в кафе «Момюс», и молодая пара уходит.
Действие II. Латинский квартал.
Рудольф и Мими пробираются через предрождественские толпы народу. Рудольф знакомит Мими со своими друзьями. Когда Мими показывает чепчик, который ей купил Рудольф, Марсель отпускает циничное замечание о любви.
Устроившись в кафе, молодые люди вдруг видят Мюзетту, бывшую девушку Марселя, и её богатого кавалера Альциндоро. Мюзетта, уязвлённая невниманием Марселя, поёт вызывающую песню, чтобы соблазнить его. Потом она начинает жаловаться, что натёрла ногу, и посылает Альциндоро за новыми туфлями. Богемцы и Мюзетта быстро уходят, оставив Альциндоро оплачивать их счёт.
Действие III. У заставы.
К городским воротам приходят рабочие. Из таверны слышен голос Мюзетты. Входит Мими; она кашляет и выглядит совсем больной. Она ищет Марселя. Тот рассказывает ей, что они с Мюзеттой поселились в таверне, и Рудольф тоже ночует здесь. Мими взволнованно рассказывает Марселю, что Рудольф всё время ревнует её, и из-за этого они расстались. Когда появляется Рудольф, она поспешно прячется.
Рудольф говорит Марселю, что его раздражает кокетливость Мими. Но вскоре открывается истинная причина их разрыва: Мими тяжело больна, а он слишком беден и не может ей помочь. Рудольф и Марсель слышат плач и кашель Мими. Рудольф спешит к ней, а Марсель, услышав игривый смех Мюзетты, уходит обратно в таверну. Марсель и Мюзетта громко ссорятся, а Рудольф с Мими решают отложить расставание до весны.
Действие IV. Чердак, осень.
Марсель и Рудольф поддразнивают друг друга из-за бросивших их девушек: Рудольф видел Мюзетту в шикарной карете, а Марсель – Мими, разряженную, как королева. Молодые люди делают вид, что не скучают по ним, но в конце концов признают, что это не так. Шонар и Коллен приносят хлеб с селёдкой. Друзья едят и весело дурачатся.
Неожиданно приходит Мюзетта. За ней по лестнице поднимается больная Мими; Мюзетта говорит, что она умоляла отвести её к Рудольфу. Мими с трудом входит и здоровается со всеми. Мюзетта отдаёт Марселю свои серёжки и велит заложить их, чтобы купить Мими лекарство и позвать врача. Коллен с Шонаром тоже уходят, чтобы заложить пальто Коллена. Мими, оставшись наедине с Рудольфом, признаётся, что всем сердцем любит его, и влюблённые вспоминают свою первую встречу. Их друзья возвращаются с меховой муфтой и лекарством, обещая, что сейчас будет врач. Приходит Коллен с деньгами, но уже слишком поздно: Мими умерла.
