Действие первое
Неудачливый, нескладный, не от мира сего — недаром само имя Неморино начинается с «не». Он безответно влюблен в Адину, хозяйку гостиницы, где он работает вместе с бойкой Джанеттой. Как-то раз Адина развлекает постояльцев рассказом о том, как любовный эликсир помогает Тристану завоевать любовь Изольды. В этот момент появляется Белькоре, офицер и покоритель женщин. Он сразу идет в атаку на Адину, и та на вид готова согласиться. Между Адиной и Неморино происходит объяснение: он не согласен отказаться от любви к ней, но она не отвечает ему взаимностью.
Тут, на счастье Неморино, в гостиницу въезжает доктор Дулькамара — предприимчивый шарлатан, торгующий лекарствами от всех болезней. Неморино просит у него эликсир, как у Тристана и Изольды, – и, разумеется, получает его. Дулькамара уверяет, что напиток подействует через сутки. Но у эликсира оказывается и немедленный эффект: выпив его, Неморино становится настолько уверен в себе, что Адина не может удержаться и не позлить его. Она соглашается выйти замуж за Белькоре следующим же вечером. Но тут Белькоре поступает приказ о срочной передислокации. Свадьбу решают сыграть, не откладывая. Неморино в отчаянии: когда эликсир подействует, будет уже поздно!
Действие второе
Постояльцы и персонал гостиницы готовы праздновать свадьбу Адины и Белькоре. Дулькамара и Адина для развлечения гостей разыгрывают перед ними водевиль о том, как к гондольерке Нине сватается богатый венецианский сенатор, но она отвергает его, потому что любит простого молодого гондольера Дзанетто.
Неморино в отчаянии пытается купить у Дулькамары еще эликсира, чтобы ускорить приворот Адины, но денег не хватает. Выход находится благодаря Белькоре: тот убеждает Неморино поступить на армейскую службу. Жалованья новобранца как раз хватает, чтобы скупить у Дулькамары оставшийся эликсир. Неморино подписывает контракт.
Пока горе-влюбленный бегает за любовным напитком, в гостинице становится известно, что Неморино получил большое состояние в наследство от умершего дяди. И когда Неморино возвращается, обпившись эликсиром, все женщины во главе с Джанеттой немедленно проявляют к нему интерес. Напиток действует! Неморино счастлив, дамы возбуждены, а Адина начинает ревновать. Дулькамара подливает масла в огонь, рассказав ей о том, что Неморино завербовался в солдаты, чтобы купить любовный напиток и растопить ее сердце.
Звучит главный хит оперы — романс Неморино «Una furtiva lagrima» («Одинокая слезинка украдкой…»): в нем вся его нежность к Адине и вера в ее взаимность. И простодушный мечтатель оказывается прав. Адина выкупила его контракт с армией. Неморино нужен ей. Она любит его. Свадьба состоится — но теперь с другим женихом! Ну что, кому еще чудодейственного напитка доктора Дулькамары?