第二幕第二场是在薇奥莉塔的好友佛罗拉家的客厅里，佛罗拉邀请包括子爵在内的客人来参加宴会，同时也邀请了薇奥莉塔和阿尔弗雷德。但有人传言他俩已经分手，薇奥莉塔将会陪陶佛尔男爵一起出席舞会。（吉普赛人歌舞）（马德里斗牛士歌舞）
这时，阿尔弗雷德一人出现在客厅里，表情愤怒，大家邀请他去牌桌打牌。随后，薇奥莉塔陪同男爵也来了，男爵告诫薇奥莉塔不得和阿尔弗雷德说话。阿尔弗雷德情场失意，赌场得意，在赌桌上大赚一笔。他提出与男爵对赌，当然又是阿尔弗雷德赢了，也有人认为是男爵有意输给他的，作为对他的补偿。晚餐要开始了，所有人离开客厅去用餐。
薇奥莉塔叫阿尔弗雷德回到客厅，请求他不要再纠缠自己，自己已经决心远离他。并违心地说自己已经爱上了陶佛尔男爵。同时薇奥莉塔请求阿尔弗雷德不要和男爵决斗，毕竟，她担心如果在决斗中失败，她爱着的阿尔弗雷德会失去生命。
这时晚餐结束，客人们陆续回到客厅，阿尔弗雷德在众人面前唱出一首咏叹调，愤怒地说自己曾经沉迷于这个叫薇奥莉塔的女人，全盘接受了她的所有付出，今天他要在大家面前，请众人作证，还清薇奥莉塔为自己花费的一切，从此与她互补拖欠，恩断义绝。阿尔弗雷德将刚刚在赌桌上赢来的钱愤怒地抛洒在薇奥莉塔的身上。他的侮辱行为让薇奥莉塔痛苦难耐，跌坐在当地。
阿尔弗雷德分父亲乔治出现在客厅，他当众怒斥了儿子的愚蠢行为。阿尔弗雷德也正在内心谴责自己报复泄愤的卑劣行为。薇奥莉塔用一首咏叹调告诉阿尔弗雷德，终有一天，他会明白自己对他的爱是多么的真诚，多么的浓烈，她对阿尔弗雷德的爱终生不虞（从薇奥莉塔独唱发展到全体合唱），众人也为这位可怜的姑娘的不幸和隐忍唏嘘不已，第二幕结束。
第三幕前奏曲使用了和全剧序曲开始部分相似的手法，用弦乐合奏那缠绵悱恻，哭泣般的音调，将场景带入薇奥莉塔昏暗的卧室。病重的薇奥莉塔躺在床上，等待医生来探视。医生看到即将走到生命尽头的姑娘，只能无奈地安慰几句就离开了。
薇奥莉塔收到了乔治的来信，信中赞扬了她信守诺言的行为，并告诉她，阿尔弗雷德与陶佛尔男爵决斗，在决斗中男爵受了伤但现在已经快要痊愈，决斗后阿尔弗雷德远赴海外。现在自己已经告诉阿尔弗雷德事情的所有真相，阿尔弗雷德正在赶回来，请薇奥莉塔多多珍重，她一定会得到好的报答的。
可惜这封信来的太迟了，沉重的痼疾已经深入膏肓，曾经美好的茶花也将要凋谢（薇奥莉塔的咏叹调《再见吧，昔日甜蜜的梦幻》）。薇奥莉塔鼓足气力坚持下去，希望能够活着见到阿尔弗雷德。
果然，意外的惊喜到来了，薇奥莉塔苦苦盼望的爱人阿尔弗雷德赶到了她的身边。两人互诉衷肠，发誓再也不会分开（咏叹调《让我们远离巴黎，我的挚爱》）。
“让我们去教堂吧”！薇奥莉塔说，但羸弱的身体将她困在了当地，她根本不能走出这间房子。她感到死亡即将来临，就连阿尔弗雷德的到来都无法使她重生。（二重唱《年轻的生命将要就此终结》）一切希冀都成了虚妄，阿尔弗雷德竭尽全力鼓励薇奥莉塔不要放弃。
阿尔弗雷德的父亲乔治也及时赶来了，他来履行自己的诺言——像拥抱自己的女儿一样拥抱薇奥莉塔。看到这个可怜的乔治姑娘，乔治的良心深受谴责，为自己曾经的自私行为懊悔不已。
薇奥莉塔将有着自己肖像的像章交给阿尔弗雷德，请求他如果遇到一位愿意嫁给他的温婉淑女，请娶她为妻，并将这枚像章作为来自天使的礼物送给她。
薇奥莉塔身体的痛苦突然消失，感觉自己体力振奋，就在她快乐地以为自己获得了重生之时，死神无情地带走了这个年轻的生命，薇奥莉塔在爱人阿尔弗雷德的怀抱中停止了呼吸。
