ארבע שנים לפני תחילתה של עלילת האופרה
גבריאל פון אייזנשטיין, אדם בעל אמצעים, וידידו הנוטריון ד"ר פאלקה מבלים יחדיו במסיבות מזה שנים רבות. לילה אחד, כשחזרו מנשף מסכות ססגוני לאחר שהתבסמו כדבעי, חמד לו אייזנשטיין לצון: את ידידו, קורבן התעלול, עזב בגן הציבורי, שם הניח לו לישון שנת ישרים בתחפושתו. בבוקר המחרת, כשנאלץ לעשות דרכו הביתה מחופש לעטלף - לקורת רוחם של הנקרים בדרכו ולמורת רוחו שלו - ידע פאלקה כי יום יבוא והוא ינקום את נקמתו. חלפו ארבע שנים, ותכניתו בשלה. עתה, בסיועו של הנסיך הרוסי אורלובסקי, המשתוקק תמיד למשובות חדשות, היות שבשפע מנעמי ההוללות המוכרים מאס מזמן, מביים פאלקה את נקמתו המפוארת, נקמת העטלף!
מערכה ראשונה
מחוץ לביתו של אייזנשטיין עולה קול סרנדה. רוזלינדה, אשתו של אייזנשטיין, מזהה בתדהמה את המזמר לה: הלא הקול קולו של אלפרד, מאהבה לשעבר, זמר אופרה אשר כולם חשבו כי נעלם ולא ישוב. עתה, משחזר, הוא מאמץ כל מיתר ממיתרי קולו בתקווה כי בצלילים יצליח לפתות את זו לה הוא נכסף עדיין ולשכנעה להיפגש עמו ביחידות. אדלה, המשרתת של משפחת אייזנשטיין, קיבלה מכתב מאידה, אחותה, ובו היא מזמינה אותה למסיבה שעורך הנסיך אורלובסקי. עתה מטרידים אותה שני עניינים: ראשית, מה תלבש לאירוע המפואר, ושנית, איזה תירוץ יהיה בו כדי לזכות אותה בערב חופשי. ואולם תחינותיה לשווא הן: דבר, אפילו "דודה חולה מאוד", אינו מועיל לה. רוזלינדה מסרבת לשחררה, היות שבאותו הערב אמור בעלה להתחיל לרצות חמישה ימי מאסר. כשאדלה עוזבת את החדר מופיע אלפרד, המואיל לעזוב רק משמבטיחה לו רוזלינדה כי יוכל לשוב מאוחר יותר בערב. אייזנשטיין שב מבית-המשפט נרגז ונסער, שכן עורך דינו הלא-יוצלח לא זו בלבד שלא הצליח להפחית מעונשו, אלא בטיפשותו אף הביא להחרפת העונש: עתה צפויים לאייזנשטיין שמונה ימים בכלא. פאלקה צץ בדיוק ברגע המתאים ומשכנע את אייזנשטיין להתחיל בריצוי העונש רק למחרת היום, ובינתיים להפיק את המרב מרגעי החופש האחרונים ולהתלוות אליו לנשף של הנסיך אורלובסקי. רוזלינדה אינה רוצה בשום פנים שאדלה תהיה עדה למפגש האסור שלה עם אלפרד, ועל-כן היא מחליטה לשחררה לשמחתה הרבה של המשרתת. אדלה יוצאת לדרכה, ואיייזנשטיין ופאלקה יוצאים גם כן.
אלפרד מגיע ומתקין עצמו לליל עינוגים בחברת אהובתו. הוא חש כבתוך שלו, ואף מרשה לעצמו, בלי כל היסוס, ללבוש את חלוקו של אייזנשטיין. ואולם לפתע מגיע אל הבית פרנק, מנהל בית-הסוהר. בדרכו למסיבה של הנסיך אורלובסקי, הוא החליט לעבור בבית אייזנשטיין על-מנת ללוות בעצמו את האדון למאסר. רוזלינדה, המבקשת למנוע שערורייה בכל מחיר, דוחה בתוקף את הרעיון כי גבר לבוש חלוק הנמצא עמה ביחידות בשעת ערב עשוי להיות מישהו מלבד בעלה. אלפרד נאלץ לשתף פעולה ולהתלוות לפרנק, לבל יוכתם שמה הטוב של הגברת אייזנשטיין.
מערכה שנייה
ביתו של הנסיך אורלובסקי
השמפניה זורמת כמים בנשף בביתו של הנסיך, ותכניתו המתוחכמת של פאלקה מתחילה לקרום עור וגידים. אדלה, בשמלה מפוארת ש"שאלה" מגבירתה, ניגשת אל אידה, הטוענת תחילה כי המכתב ששלחה לא היה ולא נברא, אך בהמשך מבטיחה להציג את אדלה כזמרת מפורסמת בשם אולגה. אייזנשטיין, שהוצג כמרקיז רנאר, מבחין מיד באדלה. כשהוא אומר לה עד כמה היא מזכירה לו משרתת שהוא מכיר, דוחה אדלה את רמיזותיו מכל וכל, ולבסוף מסכימים כולם כי מקור הבלבול בדמיון שהוא, אומנם, מפתיע, אך עם זאת מקרי בהחלט. עתה נכון לאייזנשטיין מפגש מביך פי כמה: פאלקה מציג בפניו את האביר שגראן - אשר טרם הגיע למסיבה היה מוכר לכל כפרנק - ואייזנשטיין מוצא עצמו מגלגל שיחה עם מנהל בית-הסוהר, בו היה אמור להימצא מזה כמה שעות.
בינתיים הספיק פאלקה לבשר לרוזלינדה כי בעלה יצא את הבית כשפניו אינם לבית-הסוהר, כי אם למסיבה של אורלובסקי, ואף להזמינה להצטרף לחגיגה מחופשת לרוזנת הונגריה. רוזלינדה מגיעה למסיבה ומחליטה להציג עצמה דווקא כזמרת מפורסמת. האורחת האקזוטית צדה חיש מהר את עינו של אייזנשטיין. הוא ניגש אליה ומנסה לפתותה בעזרת תכסיס שכבר הוכיח את יעילותו, משחק קטן עם השעון שלו. אך שותפתו למשחק פיקחית מכפי שהוא חושב: אגב פלירטוט היא מצליחה להוציא מידיו את השעון ולשומרו אצלה. פאלקה דוחק ברוזלינדה שתוכיח כי היא אכן זמרת; היא נענית לו ופוצחת בצ'רדש סוער. אורלובסקי קורא לכל לשתות לחיי מלך היינות, השמפניה. ההילולה נמשכת, ואולם כשהשעון מכה שש בבוקר, ממהרים פרנק ואייזנשטיין לצאת לבית-הסוהר - האחד נחפז לעבודה, השני, להתחיל בריצוי עונשו.
מערכה שלישית
בבית הסוהר
פרנק מגיע למשרד במצב-רוח מרומם, ומיד בעקבותיו מופיעות אדלה ואידה. אדלה מודה כי אינה שחקנית… עדיין. כל שדרוש לה, היא אומרת, הוא פטרון בעל ממון והשפעה. פרנק הוא, לדידה, מועמד שאין מתאים ממנו, ועל-כן היא מציגה בפניו בו במקום את כישוריה, והוא, בתורו, ממהר להשתכנע. אייזנשטיין מגיע כדי להתחיל בריצוי עונשו. הוא מופתע לפגוש במקום את "האביר שגראן", ומופתע עוד יותר לשמוע מפיו כי כבר אמש הוביל את אייזנשטיין למעצר בכבודו ובעצמו. פאלקה מופיע ואייזנשטיין משתוקק לדעת מיהו זה שהתגלה בחברת אשתו, ופאלקה מציע לו שימהר ויחליף את בגדיו בלבוש של עורך דין. כשרוזלינדה מגיעה לבית-הסוהר, נודע לאייזנשטיין כל שביקש לדעת ממקור ראשון. הוא אינו יכול להבליג על העלבון הצורב, וחושף בכעס את זהותו האמיתית. ואולם לרוזלינדה הפתעה משלה: בידיה השעון אשר לקחה, לאו דווקא בטעות, ממרקיז אחד, רנאר. יתר בני החבורה מגיעים אף הם, ופאלקה מגלה לאייזנשטיין כי כל התסבוכת כולה אינה אלא "נקמת העטלף" שלו. אייזנשטיין נאלץ לקבל זאת ברוח טובה, וכולם מסכימים שהאשמה היא של מלך המשקאות – השמפניה!
