Молодой привратник тюрьмы Жакино огорчен и раздосадован: дочь тюремщика Марселина перестала отвечать на его чувство с тех пор, как в доме ее отца появился юный слуга Фиделио. Марселина и не подозревает, что под именем Фиделио скрывается переодетая в мужское платье Леонора, которая проникла в крепость, чтобы освободить заточенного здесь мужа, Флорестана. Но начальник тюрьмы Пизарро свиреп и жесток, по его приказу заключенные охраняются строго, и, хотя Леонора уже давно служит у тюремного смотрителя Рокко, ей до сих пор ничего не удалось разузнать. Леонору смущает и любовь Марселины, которая уверена, что скромный юноша отвечает ей взаимностью. Добродушный тюремщик не хочет препятствовать счастью дочери — пусть Фиделио станет его зятем и помощником. Правда, тяжела служба тюремщика — много ужасов и человеческих страданий таится за стенами крепости. Вот и сейчас один из узников погибает в подземелье от пыток и голода. Предчувствуя, что речь идет о Флорестане, Леонора просит Рокко показать ей страдальца.

Каменные своды сырого, мрачного подземелья, где томится изможденный, закованный в цепи Флорестан. Борец за справедливость, когда-то разоблачавший преступления Пизарро, он теперь оказался жертвой его мести. Несмотря на страдания и близость смерти, Флорестан тверд и спокоен: он честно выполнил свой долг. В сознании узника возникает образ Леоноры, проходят радостные видения свободы и счастья. Измученный, он впадает в забытье. Бесшумно входят Рокко и Леонора. При скудном свете фонаря встревоженная женщина не может разглядеть лицо узника, и только когда Флорестан просыпается, она по голосу узнает горячо любимого мужа. В подземелье спускается Пизарро. С обнаженным кинжалом он бросается на Флорестана, но Леонора заслоняет его своим телом. Взбешенный начальник тюрьмы готов убить обоих, но внезапно в темницу доносятся звуки трубы, возвещающей о прибытии министра. Пизарро ошеломлен — месть не удалась, его ждет суровая кара. Площадь перед крепостью. Народ славит справедливость министра, освободившего невинных узников. Рокко приводит Флорестана и Леонору. В закованном в цепи узнике дон Фернандо узнает своего друга. Леонора снимает с Флорестана оковы. Все прославляют ее верность и самоотверженность.