מערכה ראשונה
עליית גג בפריז, 24 בדצמבר, ערב
בעליית הגג הרעועה שלהם מתלוננים הצייר מרצ'לו והמשורר רודולפו על הקור העז החודר לעצמותיהם. רודולפו מחליט להקריב את אחד המחזות שכתב כדי להדליק את התנור ולחמם מעט את חדרם הקפוא. חברם הפילוסוף קולין מגיע מבלי שהצליח למכור ולו גם אחדים מספריו. השלושה קרובים לייאוש ואז נכנס שונאר, חברם המוזיקאי, ומביא עמו עצים, אוכל, יין ואף מטבעות כסף. השלושה עורכים את השולחן לקראת הארוחה אליה התגעגעו ימים רבים, אך שונאר דורש שבערב חג המולד הם יאכלו בחוץ. לפתע בעל הבית בנואה הדורש את שכר דירה. הרביעייה העולצת מזמינה אותו להיכנס, משקה אותו כוסית אחת אחר השנייה, וכטוב ליבו ביין הוא מספר להם על הרפתקאות האהבים שלו. הארבעה מזדעזעים כביכול ממעלליו של הגבר הנשוי ומשליכים אותו מכל המדרגות מבלי כמובן לשלם את שכר הדירה.
רודולפו נשאר לסיים מאמר לעיתון והוא מבטיח להצטרף לחבריו תוך חמש דקות. לפתע נשמעת נקישה רפה בדלת. רודולפו פותח למימי, השכנה הצעירה, המבקשת ממנו כי ידליק את נרה שכבה. מימי חשה ברע אך רודולפו משיב אותה לאיתנה, מדליק את הנר שלה והיא עוזבת, אך חוזרת מיד מכיוון שהרוח שוב כיבתה את הנר. עתה ממהר רודולפו לכבות את הנר שבחדר ובחשכה מאבדת מימי את המפתח לדירתה. היא מבקשת מרודולפו לעזור לה לחפש את המפתח שנפל. זה מוצא אותו, אך מחביא את המפתח וממשיך לחפש כאילו לא ארע דבר, עד אשר ידו נוגעת בידה של מימי. שלושת חבריו של רודולפו אינם מבינים מה מעכב את חברם. מימי מבקשת להצטרף גם היא לחגיגה ומבטיחה באופן שאינו משתמע לשתי פנים, כי לחדר עוד יחזרו בהמשך. רודולפו ומימי עוזבים יחדיו שלובי זרועות.
מערכה שנייה
מחוץ לקפה מומוס ברובע הלטיני, מאוחר יותר באותו הערב
הרובע הלטיני עמוס בחוגגים וילדים הרצים אחר מוכר הצעצועים פרפיניול. ארבעת החברים ומימי מגיעים לקפה מומוס ונאלצים להסתפק בשולחן על המדרכה. קולין קיצץ מעט את זקנו לרגל החג, שונאר מצא בחורה צעירה לבלות עמה את הערב ורק מרצ'לו נותר בדד. רודולפו קנה למימי כובע והוא מציג את חברתו החדשה בפני ידידיו. לפתע מבחין מרצ'לו באהובתו משכבר, מוזטה, המגיעה בלבוש הדור לצידו של אלצ'ינדורו העשיר. מוזטה גם היא מבחינה במרצ'לו, מתיישבת לא הרחק ממנו ועושה הכל כדי לזכות בתשומת ליבו. מוזטה מעמידה פנים כי אחת מנעליה לוחצת ושולחת את אלצ'ינדורו להחליפה, וכאשר הזקן הטרחן עוזב את המקום היא משליכה עצמה לזרועות אהובה. כאשר ששת החוגגים הצעירים מוכנים לעזוב את המקום מגיש להם המלצר את החשבון. מוזטה מצרפת את החשבון שלהם לחשבון שלה, אותו ישלם אלצ'ינדורו, והכל עוזבים בשמחה רבה.
מערכה שלישית
חצר פונדק דרכים ליד אחד משערי המכס בכניסה לפריז. שחר קר ורטוב בחודש פברואר.
מימי מגיעה בחפשה אחר מרצ'לו. היא מתחננת בפניו כי ידבר עם רודולפו, כיוון שקנאתו המוגזמת הפכה את חייהם לבלתי-נסבלים. מימי מסתתרת כאשר רודולפו עצמו יוצא מהפונדק. בתחילה הוא אומר למרצ'לו כי מימי נמאסה עליו והוא אינו יכול לסבול את הפלירטים הרבים שלה, אבל כעבור זמן קצר הוא מודה כי מימי חולה מאוד וחיי העוני שלו פשוט יהרגו אותה ולכן עליהם להיפרד. מימי השומעת את שיחתם מבינה לראשונה שמחלתה חשוכת מרפא. כאשר רודולפו מגל את מימי היא מקבלת את החלטתו להיפרד אבל הם מחליטים להישאר יחדיו עד בוא האביב. מרצ'לו ומוזטה רבים מחוץ לפונדק, כאשר מוזטה מתלוננת שאינה מוכנה לסבול עוד את קנאתו של מרצ'לו וכי היא לעולם לא תסכים לחיות עם מאהב החושב שהוא בעלה. מימי ורודולפו עוזבים את המקום.
מערכה רביעית
עליית הגג, ראשית הקיץ
מרצ'לו ורודולפו שוב נמצאים לבד בחדרם. שניהם נפרדו מאהובותיהם. קולין ושונאר מגיעים, אבל הפעם רק עם לחם יבש ודג מלוח. לפתע מוזטה מתפרצת לעליית הגג ומספרת כי הביאה עמה את מימי החולה מאוד. רודולפו מכניס את מימי לחדר בו ניצתה אהבתם. כולם מנסים להנעים למימי את רגעיה האחרונים. מוזטה מסירה את עגיליה ומבקשת ממרצ'לו כי ינסה למכור אותם ולקנות למימי בית-יד חם. קולין הולך למשכן את מעילו כדי לקבל מעט כסף עבור רופא. רודולפו ומימי נזכרים בפגישתם הראשונה. מימי מודה לחבריה החוזרים עם תרופות ובית יד, ונרדמת. כאשר מוזטה מתפללת לשלומה של מימי מבחין שונאר כי מימי מתה.
