Gli Ebrei riuniti nel tempio di Gerusalemme piangono la loro sconfitta nella guerra contro i babilonesi. Zaccaria, il Gran Sacerdote, li invita a non disperare perché il Dio di Israele ha dato un segno del suo potere: Fenena, la figlia del re babilonese, è loro prigioniera. Il giovane Ismaele, nipote di Sedecia re di giuda, reca la notizia dell’imminente arrivo di Nabucco e del suo esercito. Quando Zaccaria gli affida la custodia di Fenena, egli riconosce la fanciulla che l’ha salvato dalla prigione al tempo della sua missione di ambasciatore a Babilonia. Ismaele, che ama riamato la figlia del suo nemico, intende ora ricambiare tanta generosità ma, mentre sta per trarre in salvo la fanciulla, viene fermato da Abigaille – una schiava ambiziosa ritenuta la seconda figlia di Nabucco – che irrompe nel tempio alla testa di un manipolo di guerrieri assiri travestiti da ebrei. La donna propone al giovane, di cui è anch’essa innamorata, uno scambio: il suo amore contro la salvezza del popolo ebraico. Ma Ismaele la respinge. Una folla di ebrei in fuga cerca invano rifugio nel tempio invaso dai nemici. Nabucco giunge con i suoi fino alla sacra soglia e Zaccaria lo sfida avvertendolo che se tenterà di profanarla Fenena sarà uccisa. Il re dapprima finge di esitare ma poi, deciso a distruggere ad ogni costo il regno di Giuda, sfida il Sacerdote ed ordina agli ebrei di prostrarsi davanti a lui. Zaccaria reagisce alzando il pugnale su Fenena ma Ismaele ferma la sua mano e libera la fanciulla attirando su di sé l’ira del suo popolo, che lo accusa di tradimento. Nabucco ordina di saccheggiare il tempio, mentre Abigaille si ripromette di cancellare dalla faccia della terra il popolo maledetto cui appartiene l’uomo che l’ha respinta.

Parte II

L’empio

Abigaille, sola negli appartamenti reali, tiene fra le mani una pergamena sottratta a Nabucco, che attesta le sue umili origini di schiava. La sua rabbia esplode in una furia incontenibile alla notizia che Fenena, nominata Reggente dal padre, ha dato ordine di liberare tutti gli ebrei. Ormai Abigaille è decisa a tutto pur di impossessarsi del trono. Zaccaria, prigioniero degli assiri, entra in una sala della reggia seguito da un Levita che reca le Tavole della legge e, dopo aver sollecitato Iddio a parlare attraverso il suo labbro, si ritira.Ismaele, convocato dal Pontefice per rispondere del suo tradimento, è maledetto dai Leviti, ma Anna, sorella di Zaccaria, lo difende; il giovane infatti non ha salvato la vita ad un’infedele bensì ad un’ebrea, giacché la figlia del re nemico si è nel frattempo convertita alla Legge. La situazione precipita: in un rapidissimo susseguirsi di eventi Abigaille irrompe in scena con il suo seguito e pretende da Fenena la corona, ma Nabucco, creduto morto in battaglia, giunge e richiede per sé la corona. Poi comincia a deridere il Dio Belo, che avrebbe spinto i prigionieri a tradirlo, e dopo anche il Dio degli ebrei. Esige di essere adorato come l’unico Dio, minacciando di morte Zaccaria e gli ebrei se non si piegheranno al suo volere. Subito dopo il Dio degli Ebrei scaglia un fulmine sul suo capo, la corona cade al suolo e il re comincia a manifestare segni di follia. La corona viene prontamente raccolta da Abigaille.

Parte III

La profezia

Abigaille, seduta sul trono accanto alla statua d’oro di Belo, nei giardini pensili di Babilonia, riceve l’omaggio dei suoi sudditi. Quando il Gran Sacerdote le consegna la sentenza di condanna a morte degli ebrei, la regina si finge ipocritamente incerta sul da farsi. All’arrivo del re spodestato – in vesti dimesse e con lo sguardo smarrito – l’usurpatrice cambia atteggiamento e gli si rivolge con ironica arroganza, dando ordine di ricondurlo nelle sue stanze. Quindi lo avverte di essere divenuta la custode del suo seggio e lo invita perentoriamente a porre il regale suggello sulla sentenza di morte degli ebrei. Il vecchio re esita, Abigaille lo incalza accusandolo di viltà e alla fine Nabucco cede. Ma lo coglie un dubbio: che ne sarà di Fenena? Abigaille, implacabile, afferma che nessuno potrà salvare la fanciulla e gli ricorda che anch’essa è sua figlia. Ma il re la sconfessa: ella è solo una schiava. La donna trae dal seno la pergamena che attesta la sua origine e la fa a pezzi. Il re, ormai tradito e detronizzato, nell’udire il suono delle trombe che annunciano l’imminente supplizio degli ebrei chiama le sue guardie, ma esse giungono per arrestarlo obbedendo agli ordini della nuova regina. Confuso e impotente, Nabucco chiede invano ad Abigaille un gesto di perdono e di pietà per la povera Fenena.
Sulle sponde dell’Eufrate gli ebrei, sconfitti e prigionieri, ricordano con nostalgia e dolore la cara patria perduta (coro: Va’, pensiero, sull’ ali dorate). Il Pontefice Zaccaria li incita a non piangere come femmine imbelli e profetizza una dura punizione per il loro nemico: il Leone di Giuda sconfiggerà gli assiri e distruggerà Babilonia.

Parte IV

L’idolo infranto

Nabucco, solo in una stanza della reggia, si sveglia da un incubo udendo alcune grida e, credendole segnali di guerra, chiama i suoi prodi a raccolta per marciare contro Gerusalemme. Tornato in sé all’udire altre voci che ripetono il nome di Fenena, egli si affaccia alla loggia e vede con orrore la figlia in catene. Disperato, corre alla porta, tenta invano di aprirla e infine, rendendosi conto di essere prigioniero, cade in ginocchio e si rivolge al dio di Giuda invocando il suo aiuto e chiedendogli perdono. Come in risposta alla sua preghiera, sopraggiunge il fedele ufficiale Abdallo con un manipolo di soldati, restituendogli la spada e offrendosi di aiutarlo a riconquistare il trono.
Nei giardini pensili di Babilonia passa il triste corteo degli ebrei condotti al supplizio. Zaccaria conforta Fenena incitandola a conquistare la palma del martirio; la fanciulla si prepara a godere delle gioie celesti. L’atmosfera mistica è interrotta dall’arrivo di Nabucco che, alla testa delle sue truppe, ordina di infrangere la statua di Belo. Miracolosamente, «l’idolo cade infranto da sé». Tutti gridano al «divino prodigio», Nabucco concede la libertà agli ebrei, annunzia che la perfida Abigaille si è avvelenata e ordina al popolo d’Israele di costruire un tempio per il suo Dio grande e forte, il solo degno di essere adorato. Mentre tutti, ebrei ed assiri, s’inginocchiano invocando l’«immenso Jehova» entra Abigaille sorretta da due guerrieri: la donna confessa la sua colpa e invoca il perdono degli uomini e di Dio prima di cadere esanime. Zaccaria rivolge a Nabucco l’ultima profezia: “Servendo a Jehova sarai dei regi il re”.