Erster Teil
Nabucco, der König von Babylon, belagert die Hebräer und droht, ihre Stadt zu zerstören. Der Hohepriester Zaccaria ermutigt sein verängstigtes Volk: Er hat Fenena, eine der beiden Töchter Nabuccos, als Geisel genommen und hofft, dadurch die Niederlage abwenden zu können. Er gibt Fenena in die Obhut des Hebräers Ismaele. Niemand weiss, dass die beiden ein Liebespaar sind und Ismaele Fenena befreien will. Doch Abigaille, die Schwester Fenenas, verstellt ihnen den Weg. Auch sie liebt Ismaele. Zurückgewiesen und verzweifelt droht sie nun, dessen Volk zu vernichten.
Nabucco hat die Stadt eingenommen und steht den Hebräern gegenüber. Als Zaccaria droht, Fenena zu töten, wird sie von Ismaele befreit. Die Hebräer verfluchen Ismaele als Verräter. Nabucco hat nun freie Hand und führt die Hebräer in die Gefangenschaft.

Zweiter Teil
Abigaille entdeckt durch ein geheimes Schriftstück, dass sie nicht Nabuccos leibliche Tochter ist. Das bestärkt sie in ihrem Willen, Nabucco zu stürzen.
Der babylonische Oberpriester berichtet entrüstet, dass Fenena, die während Nabuccos Abwesenheit an der Macht ist, die gefangenen Hebräer freigelassen hat. Es wird beschlossen, das Gerücht zu verbreiten, Nabucco sei im Krieg gefallen. Abigaille soll zur neuen Königin ernannt werden.
Zaccaria bekehrt Fenena zum Glauben an den Gott der Hebräer. Als Ismaele von seinen Glaubensbrüdern wegen seines Verrats bedroht wird, rettet ihn nur die Nachricht von Fenenas Übertritt.
Abdallo, ein loyaler Offizier Nabuccos, eilt herbei und rät Fenena zur Flucht: Der König sei tot, und das Volk wolle Abigaille zur Königin. Abigaille erscheint und fordert von ihrer Schwester Unterwerfung, doch unvermittelt steht der tot geglaubte Nabucco vor ihnen. Als er sich in masslosem Zorn selbst zum Gott ausruft, verfällt er, wie vom Blitz getroffen, dem Wahnsinn.

Dritter Teil
Die babylonischen Höflinge huldigen Abigaille als ihrer neuen Königin. Der Oberpriester verlangt von ihr die Vernichtung aller Hebräer.
Der noch immer verwirrte Nabucco ist empört darüber, dass jemand anderes seinen Platz eingenommen hat. Abigaille erklärt ihm, sie habe aufgrund seiner Umnachtung die Amtsgeschäfte übernehmen müssen und drängt ihn zur Unterschrift unter das Todesurteil über die Hebräer. Zu spät erkennt Nabucco, dass er damit auch seine Tochter Fenena in den Tod schickt und will Abigaille aufgrund ihrer niederen Herkunft als Sklavin entmachten. Doch sie zerstört die Dokumente, die dies belegen. Als Nabucco sie um das Leben Fenenas anfleht, erweist sich Abigaille als unerbittlich und macht ihm klar, dass er ab sofort ihr Gefangener ist.
Die gefangenen Hebräer trauern um das verlorene Vaterland. Zaccaria macht ihnen Hoffnung. Er prophezeit den Untergang Babylons und das nahe Ende ihrer Gefangenschaft.

Vierter Teil
Nabucco erwacht allmählich aus seiner geistigen Umnachtung. Er wird sich bewusst, dass seine Tochter zum Tod verurteilt ist. In seiner Ohnmacht bittet er den Gott der Hebräer um Vergebung. Seine Kräfte kehren zurück. Der loyale Abdallo hat sich den Aufständischen angeschlossen und befreit mit ihrer Hilfe seinen König. Unter der Führung Nabuccos soll Fenena gerettet und Abigaille gestürzt werden.
Nabucco verhindert im letzten Moment die Hinrichtung Fenenas und ver­kündet den Anbruch einer neuen Zeit. Er befreit seine Tochter und entlässt auch die Hebräer aus der Gefangenschaft. Die entmachtete Abigaille nimmt sich das Leben.