제1막. 예루살렘
유대인들은 예루살렘을 포위하고 있는 아시리아 군대가 흩어지고 사악한 자가 다윗의 왕위를 차지하지 못하도록 기도한다. 대제사장 스가랴는 구원의 희망을 전한다. 유대인들에게는 나부코의 막내딸인 페네나가 있으며 바빌론 왕과의 협상하는 데에 귀중한 역할을 지닌다.
장군 이스마일레가 나부코의 공격 소식을 전한다. 스가랴는 페네나를 지키는 일을 이스마일레에게 맡기고 싶어하지만 둘은 서로 사랑한다는 것이 밝혀진다... 이스마일레는 사랑하는 페네나를 포로에서 구출하겠다고 맹세한다.
바빌론 전사들의 선두에는 나부코의 큰 딸이자 이스마일레를 사랑하는 아비가일레가 등장한다... 아비가일레는 나부코의 영광을 선포한다. 마침내 바빌론의 왕이 직접 나타난다. 페네나는 아버지에게 달려간 다음 이스마일레에게 달려갈 때 스가랴는 그녀를 가로막고 그녀 위에 단검을 들어 올린다. 나부코는 시간을 벌려고 노력하지만, 아비가일레는 라이벌 여동생이 죽기를 바라고 있다. 갑자기 이스마일레는 스가랴에게서 단검을 빼앗고 페네나를 풀어준다. 아시리아인들은 정복당한 사람들을 즉시 공격한다. 유대인들은 이스마일레를 저주한다.
제2막. 사악한 자
나부코는 다시 그의 군대와 함께 유대로 갔고 왕좌는 페네나에게 맡겼다. 한편, 아비가일레는 그녀가 실제로 나부코의 딸이 아니라 노예의 딸임을 나타내는 문서를 입수하고 파기하는데 성공했다. 바알의 대제사장은 페네나가 포로로 잡혀 있던 유대인들을 구출했으며 음모자들은 이미 아비가일레를 여왕으로 선포하기 위해 나부코의 죽음에 대한 소식을 퍼뜨렸다고 알려준다.
스가랴는 이스라엘 하나님의 새로운 기적을 선포한다. 바빌론 왕의 딸인 페네나가 유대 신앙을 받아들일 것이다. 레위인들은 다시 이스마일레를 저주하지만 안나는 자신이 구해준 페네나가 이제 그들 중 하나가 되었다고 말하는데, 이는 이스마일레가 용서받았다는 뜻이다.
아브달로는 나부코의 죽음을 보고하고 페네나에게 도망칠 것을 요청하지만 페네나는 여동생에게 왕좌를 포기하지 않는다. 아비가일레가 페네나게서 왕관을 빼앗으려고 하는 순간, 나부코가 나타난다. 아시리아 전사들은 다시 그에게 충성을 맹세한다. 나부코는 유대인 말살을 명령하고, 페네나는 자신도 유대인임을 밝히며 그들을 보호하려 한다.
나부코는 자신을 신이라고 선언한다. 하늘은 그의 정신을 빼앗아 처벌한다. 왕관은 결국 아비가일레의 손에 넘어간다.
제3막. 예언
아비가일레의 승리. 정신을 잃은 나부코가 나타난다. 아비가일레는 이스라엘 백성에게 사형 선고를 내리기 위해 인장반지를 빼앗는다. 나부코는 이것이 페네나에게도 죽음을 의미한다는 것을 이해한다. 자신의 딸을 구하기 위해 그는 아비가일레에게 그녀의 노예 출신을 상기시킨다. 이에 대해 아비가일레는 실제 부모에 대한 기록이 작성된 태블릿 조각을 그에게 보여준다. 나부코는 구금된다.
유대인들은 바빌론 포로 생활 중에 잃어버린 조국을 기억한다. 스가랴는 이스라엘의 구원과 바빌론의 멸망을 예언한다.
제4막. 패배한 아이돌
자신의 방에 갇힌 나부코는 «페네나 죽어라!»라는 외침을 듣는다. 절망에 빠진 그는 바빌론의 신을 버리고 이스라엘의 하나님께 기도한다. 아브달로는 나부코에게 충성하는 군인들과 함께 왕을 해방시키고 그의 왕관을 돌려준다.
유대인들은 처형을 기다린다. 나부코가 나타나 이스라엘의 하나님께 영광을 돌린다. 유대인들과 아시리아인들이 그와 합류한다. 독약을 마신 아비가일레는 죽어가면서 페네나에게 용서를 구하고 여호와께 기도한다.