Ночь. Улицы Рима погружены в сон. Возвратившийся из дальней поездки Оттон, мечтая о встрече с возлюбленной Поппеей, застает возле дома двух уснувших на посту солдат Нерона. Из их болтовни он узнает, что Поппея вскружила голову императору, который в ее объятиях забыл и об императрице Октавии, и о судьбе Рима. С трудом расстается Нерон с Поппеей, предвкушающей, как с помощью Амура и Фортуны она добьется короны.
Покинутая супругом Октавия в отчаянии, и тщетны советы философа Сенеки искать утешения в нравственных ценностях. Юный Паж дерзко высмеивает старого философа, а Афина предвещает ему близкую смерть. Напрасны попытки Сенеки заставить Нерона внять голосу разума. Император приходит в бешенство, видя, что ему не убедить Сенеку в своем законном праве развестись с Октавией и жениться на Поппее. Возлюбленная убеждает Нерона осудить Сенеку на смерть. Оттон упрекает Поппею в своих страданиях, но честолюбивая красавица отвергает любовь ради императорской короны. Приняв решение убить Поппею, Оттон неожиданно признается в любви Друзилле, молодой придворной даме, которая вначале с недоверием, а затем с восторгом внимает его признаниям.
Удалившись от двора, Сенека размышляет о бренности всего земного. Бог Меркурий напоминает ему о близкой смерти. И тут же Капитан преторианской гвардии приносит приговор Нерона, который философ стоически исполняет в присутствии дрожащих от страха домочадцев.
Пьяной оргией отмечает Нерон смерть Сенеки — теперь никто не посмеет противиться его желанию жениться на Поппее. Императрица решает устранить соперницу и повелевает Оттону немедленно убить Поппею. Оттон в ужасе, но Октавия грозит ему страшной карой, если он посмеет отказаться: императрица обвинит его перед Нероном в покушении на ее честь. Вынужденный подчиниться, Оттон просит Друзиллу дать ему женское платье, чтобы остаться неузнанным. Счастливая его любовью, Друзилла предвкушает смерть соперницы.
Кормилица Поппеи Арнальта готовит ей ложе в саду и убаюкивает колыбельной. Поппея засыпает, прославляя Амура, который спасает ее, когда переодетый в женское платье Оттон заносит над ней меч. Пробудившись, Поппея принимает убегающего убийцу за Друзиллу. Арнальта снаряжает погоню.
Друзилла с нетерпением ждет известия о гибели соперницы. Внезапно появляется Арнальта с ликтором — начальником стражи и обвиняет Друзиллу в покушении на Поппею. Взбешенный Нерон грозит ей страшными пытками. Вначале Друзилла клянется в невиновности, затем берет вину Оттона на себя, но тот спешит признаться в преступлении и готов принять смерть от руки Нерона, чтобы спасти Друзиллу. Император прерывает это состязание в благородстве, дарует Оттону жизнь, но изгоняет из Рима, лишив всех богатств. Вместе с ним отправляется в изгнание Друзилла, счастливая соединением с любимым. Осуждает Нерон на вечное изгнание и императрицу Октавию, объявляя брак с ней расторгнутым, и в присутствии трибунов и консулов, Амура и Венеры коронует Поппею.
«Коронация Поппеи» — первая подлинная музыкальная драма. Поражают ее масштабы, богатство жизненных картин, от возвышенно трагических до грубо комических, и персонажей, от императора и придворных до кормилицы и солдат, не говоря уже об античных богах. Это позволяет сравнить оперу Монтеверди с трагедиями его современника Шекспира. Столь же богаты музыкально-выразительные средства: от декламации, тонко передающей все многообразие человеческой речи, до блестящих виртуозных пассажей и песенно-танцевальных мелодий.
После пролога с участием мифологических персонажей I акт начинается монологом Оттона «Неодолимо меня влечет сюда»; вокальная партия развивается в виде вариаций, перемежаясь также варьированной инструментальной ритурнелью. Драматический характер этой сцены оттеняется бытовым диалогом двух солдат, который заканчивается напевным дуэтом-каноном. В центре большой, свободно построенной сцены прощания Поппеи и Нерона — виртуозное соло Поппеи «Мой друг, меня ты видишь постоянно». Оркестровый ритурнель на той же теме обрамляет радостную арию Поппеи «Надежда, ты весельем мне сердце наполняешь», а торжество героини передает ее заключительная фраза «Ведь победить мне поможет сам Амур и вместе с ним Фортуна», которая повторяется и в следующем дуэте с кормилицей Арнальтой. Очень низкий регистр и преимущественно медленный темп делают высказывания Арнальты особенно значительными. Торжествующей Поппее противопоставлена тоскующая императрица Октавия. Ее скорбный монолог «Ты забыта, царица» отличается драматически взволнованным декламационным стилем. Две арии Сенеки — величавая, с виртуозными пассажами «Фортуну, Фортуну благодарствуй» и небольшая по размерам «Все земное величие непрочно», с мрачно повторяющейся в басах оркестра краткой нисходящей темой — разделены комедийной интермедией — насмешливой арией Пажа «Царица, умоляю». В диалоге Сенеки и Нерона спокойным, полным достоинства фразам философа противопоставлена скороговорка заикающегося от гнева и бешенства императора. Завершают I акт три больших дуэта, различных по настроению. Полон чувственного очарования любовный дуэт Поппеи и Нерона «Государь мой, скажи». Горестное объяснение Оттона с Поппеей заключено в строгую форму, в которой важная роль принадлежит инструментальным эпизодам. Неизменно нисходящая тема в басах оркестра подчеркивает тщетность надежд Оттона и непреклонность Поппеи. Последний дуэт Оттона и Друзиллы — окрашен в светлые тона.