Prólogo
Taberna de Luther, junto al teatro de ópera
Cerca de la taberna la famosa cantante Stella interviene en la representación de Don Giovanni, de Mozart. Llega Lindorf, quien soborna al criado Andrés para que le entregue una carta que Stella le ha enviado al poeta Hoffmann, con la llave de su habitación. Lindorf se queda con la llave y promete vigilar al poeta. Un grupo de estudiantes, liderados por Hermann y Nathanaël, propone un brindis por Stella. Se unen al grupo Nicklausse y su amigo Hoffmann, que entona una cómica canción sobre el enano Kleinzach. El protagonista recibe burlas del Lindorf y reconoce en él las fuerzas mismas del mal, que siempre lo han acosado. Así comienza el relato de sus desgraciados amores.

Acto primero
Casa del físico e inventor Spalanzani
Spalanzani da los últimos toques a su nueva creación: Olympia, una muñeca que presentará en sociedad como su hija. Hoffmann llega con la excusa de tomar lecciones de física pero en su mente está la hija del profesor. Coppélius, quien le había vendido un par de anteojos que hacen parecer real a la muñeca, reclama su pago. Entran los invitados y se admiran de Olympia, que responde sólo con monosílabos. Cuando comienza la música, el poeta baila con su amada. Pero Coppélius destroza la muñeca en venganza por haber recibido un pago sin fondos. Hoffmann se desespera al darse cuenta de que su Olympia era un autómata. 

Acto segundo
Venecia
Nicklausse advierte a su amigo Hoffmann que no se deje llevar nuevamente por amores imposibles. Aparece ahora el militar Dapertutto, que se vale de Giulietta para robar almas. Ya lo ha hecho con Schlemil, a quien le ha quitado su sombra. Ofreciendo a la mujer un gran diamante, Dapertutto consigue que Giulietta obtenga el reflejo de Hoffmann. A su vez Schlemil, antiguo amante de Giulietta, quiere atacar a Hoffmann pero este logra aniquilarlo y quitarle la llave de la habitación de la cortesana. Sin embargo ya es tarde: Giulietta huye con Pitichinaccio.

Acto tercero
Casa Crespel, padre de Antonia
Antonia canta con la maravillosa voz que heredó de su madre. Pero su padre está preocupado: Antonia no debe cantar porque al hacerlo su salud empeora. Crespel deja la casa y le advierte a su criado Frantz que no deje entrar a nadie. Hoffmann llega y se encuentra con Antonia pero debe ocultarse porque regresa el padre y tras él, el doctor Miracle, del cual Crespel sospecha que fue el causante de la muerte de su esposa. Miracle hace que la muchacha cante, tratando con ello de captar su alma. Crespel se indigna y echa de su casa al doctor. Hoffmann reaparece y le pide a su amada que no cante, pues su salud peligra. Pero apenas se ha ido, el doctor Miracle regresa y hace que Antonia oiga la voz de su madre, que la incita a cantar. El siniestro personaje toca enloquecido su violín y Antonia canta sin cesar. Luego éste desaparece y Antonia cae muerta a los pies de Crespel y Hoffmann.

Epílogo
Taberna de Luther, junto al teatro de ópera
Hoffmann ha terminado la narración de sus tristes amores y Nicklausse comenta que en estas historias realmente había tres almas de mujer en una sola y que esta no es otra sino Stella. Pero el poeta queda ensimismado en sus pensamientos y cuando ella aparece, está borracho y dormido. La diva se va con Lindorf.