Atto I
In una bottega di caffè a Napoli siedono con un vecchio filosofo: Don Alfonso, i due ufficiali Guglielmo e Ferrando i quali sostengono che le loro fidanzate, rispettivamente Fiordiligi e Dorabella, sapranno mantenersi fedeli in ogni circostanza. Don Alfonso li contraddice sostenendo che la fedeltà femminile non esiste e che, se si presentasse l'occasione, le innamorate dimenticherebbero i loro fidanzati per passare a nuovi amori. I due, per difendere l'onore delle future spose, intendono sfidarlo; Don Alfonso scommette cento zecchini d'oro per dimostrare che le fidanzate non sono diverse dalle altre donne: per un giorno Ferrando e Guglielmo dovranno seguire ciecamente le sue istruzioni. Nel giardino della casa sulla spiaggia Fiordiligi e Dorabella stanno ammirando compiaciute i ritratti dei fidanzati, quando arriva Don Alfonso che reca la notizia: i due fidanzati devono partire subito perché richiamati in guerra. Arrivano i due ufficiali che si congedano tristemente dalle fidanzate giurando amore eterno. Al suono di una marcia militare i due uomini fingono di partire e si allontanano su una barca tra i saluti della folla. Despina è intenta a preparare la colazione per le padrone quando costoro irrompono nella stanza sconvolte; informata della situazione, la cameriera espone loro le proprie idee circa la fedeltà maschile e consiglia Fiordiligi e Dorabella a non essere fedeli in quanto i fidanzati faranno altrettanto al fronte. Le due sorelle vengono convinte da Despina, pagata da Don Alfonso, a ricevere due “nobili albanesi”che in realtà sono i loro fidanzati travestiti e la loro presenza provoca l'indignazione delle dame. Don Alfonso presenta gli ufficiali come suoi cari amici. I finti albanesi si dichiarano loro spasimanti, ma Fiordiligi risponde che resteranno fedeli ai loro amanti sino alla morte. Fiordiligi e Dorabella si ritirano e i due ufficiali sono convinti di aver vinto la scommessa, ma Don Alfonso non è dello stesso parere. Il vecchio filosofo si allontana con gli albanesi che fingono di avvelenarsi per la disperazione, poi fa credere di andare in cerca di un medico lasciando i due agonizzanti. Le due sorelle iniziano a provare compassione; intanto, travestita da medico, giunge Despina che li fa rinvenire. La cameriera e Don Alfonso guidano il gioco ed invitano le dame ad assecondare le richieste degli spasimanti; ma, quando i due chiedono un bacio, le due donne rifiutano indignate.
Atto II
Nella loro camera Fiordiligi e Dorabella vengono convinte da Despina a mettere da parte ogni scrupolo senza essere infedeli agli amanti: giocheranno e nessuno saprà niente, la gente penserà che gli albanesi siano spasimanti della cameriera. Le due sorelle decidono di accettare la corte dei nobili, ma le coppie risultano invertite: Fiordiligi con Ferrando e Dorabella con Guglielmo.
Nel giardino sul mare i due albanesi hanno organizzato una serenata alle dame. I suonatori e i cantanti arrivano in barca. Don Alfonso e Despina incoraggiano le donne a parlare con gli amanti e li lasciano soli. Fiordiligi e Ferrando si allontanano suscitando la gelosia di Guglielmo il quale offre un regalo a Dorabella, mentre costei cede facilmente alla sua corte. Rimasta sola, Fiordiligi manifesta i propri sensi di colpa nei confronti di Guglielmo che lei crede in guerra. I due uomini si incontrano per raccontarsi gli esiti delle loro imprese amorose. Ferrando esprime il proprio disappunto per il tradimento di Dorabella, mentre Guglielmo, dato che la sua fidanzata non ha ceduto, vorrebbe che Don Alfonso pagasse la scommessa, ma questi chiede d aspettare sino al giorno seguente.
Le due sorelle si confidano con Despina; Dorabella esorta Fiordiligi a cedere, mentre costei vorrebbe rimanere fedele a Guglielmo e decide di travestirsi da soldato per raggiungerlo al campo. Ferrando interviene chiedendo la sua mano; a questo punto Fiordiligi abbandona ogni resistenza. Don Alfonso, ormai vincitore della scommessa invita i due amici a non drammatizzare troppo perché tanto “così fan tutte”. Nella sala illuminata con la tavola imbandita per gli sposi, Despina organizza i preparativi delle nozze. Mentre le coppie di sposi brindano, arrivano Don Alfonso e il notaio, in realtà è Despina travestita, e viene firmato il falso contratto nuziale. Ecco la marcia militare annuncia il ritorno dei due ufficiali; Fiordiligi e Dorabella, terrorizzate, costringono i nobili albanesi a nascondersi nella stanza accanto e si preparano ad accogliere Ferrando e Guglielmo che fingono di insospettirsi quando vedono il notaio e il contratto. Don Alfonso rivela alle dame l'inganno loro giocato e si giustifica dicendo di aver agito a fin di bene per rendere più saggi gli sposi. Le coppie si ricompongono e cantano insieme.