Події опери відбуваються в гірському швейцарському селі.

Площа біля млина.

Селяни радіють з нагоди заручин Аміни - прийомної доньки мельничихи Терези та заможного селянина Ельвіно. Всі у доброму настрої.

Несподівано для всіх на дорозі, що веде до села, з'являється незнайомець. Він їде до замку, але через погану дорогу та ніч, що наближається, повинен заночувати в селі. Подорожній (а це Родольфо, син графа) приєднується до селян, що веселяться, він підкорений красою нареченої та висловлює своє захоплення.

Непомітно настають вечірні сутінки. Тереза радить всім розійтися, адже настає час, коли на вулицях з’являється нічна примара. Граф Родольфо не вірить у такі нісенітниці, але налякані селяни розходяться по домівках.

Ліза веде Родольфо до свого постоялого двору. Нарешті Аміна і Ельвіно залишаються наодинці. Хлопець докоряє нареченій за те, що вона приймала залицяння незнайомця. Аміна заспокоює коханого, запевняючи у своїй вірності.

Сцена друга. Кімната в заїжджому дворі, де зупинився граф Родольфо

Ліза, яка привела графа до кімнати, сказала, що його інкогніто розкрито, і скоро прийдуть селяни вітати свого сеньйора. Родольфо почав залицятися до Лізи, якій це було до вподоби – увага знатного пана тішила її самолюбство. Але почувши чиїсь кроки, Ліза швидко вийшла з кімнати, не помітивши, що загубила хустку.

Раптово відчиняється вікно і на тлі нічного неба з'являється жінка в білій сукні. Це Аміна. Вона поводиться дивно, шукає Ельвіно, їй мариться, що вона на власному весіллі. Родольфо розуміє: перед ним сновида, яка ходить і розмовляє уві сні. Тепер йому зрозумілі страхи селян і чутки про привида. Голос Аміни з кімнати графа Родольфо чує Ліза, яка вирішує покликати Ельвіно. Тим часом Аміна лягає на ліжко та завмирає. Родольфо, знаючи, що сомнамбул небезпечно раптово будити, гасить світло і виходить через вікно.

Селяни на чолі з Алессіо заходять до кімнати, щоби привітати свого сеньйора, але, помітивши жінку, хочуть вийти. Несподівано вбігають Ліза з Ельвіно і намагаються розбудити Аміну. Бідолашна дівчина не може зрозуміти, як вона тут опинилася. Обурений Ельвіно звинувачує її в зраді. Всі селяни також підтримують його. Аміна у відчаї, вона втрачає свідомість.

Друга дія. Дорога з села до замку.

Селяни вирішили піти до графа, аби той засвідчив - винна чи ні Аміна. Серед них сама Аміна і Тереза, її мати. Дорогою вони зустрічають Ельвіно. Розгніваний хлопець не бажає слухати нічиїх пояснень, зриває з руки Аміни обручку і тікає.

Події другої сцени відбуваються біля млина.

Ліза заявляє Алессіо, що вона виходить заміж за Ельвіно. Алессіо умовляє її схаменутися, адже Ельвіно погодився на цей шлюб з відчаю та образи на Аміну. З’являється граф Родольфо. Він також намагається відмовити Ельвіно від необачного рішення та пояснює, що Аміна - сомнамбула, і в його кімнату потрапила в стані сну. Але Ельвіно не розуміє пояснень графа і не бажає його слухати.

Зі свого будинку виходить Тереза, вона просить присутніх не шуміти, оскільки нещасна Аміна, довго проплакавши, тільки-но заснула. Побачивши Ельвіно та Лізу, що вже готові йти до церкви, Тереза показує хустку, яку Ліза залишила в кімнаті графа. Ельвіно обурений: тож і Ліза зраджувала його з графом!? Родольфо знову намагається все пояснити. У цей момент з вікна млина виходить вся в білому Аміна. В стані сомнабулізму вона ступає на крихкий місток, який перекинуто через бурхливий гірський потік, під ним обертається млинове колесо. Всі завмерли від жаху — один невірний крок і дівчина загине! Проте сновида переходить на інший берег. Вона стає навколішки, щоби розшукати загублену обручку, молиться і скаржиться на нареченого, який не повірив їй, хоча вона чиста і безневинна. Розчулений Ельвіно нарешті все зрозумів, він підходить до Аміни і повертає їй заручний перстень. Аміна прокидається. Навколо неї радісні обличчя. Тепер попереду лише кохання і щастя.