Mở màn

Năm 1905 ở Paris, nhà hát Opéra Populaire tổ chức một buổi đấu giá với những hiện vật còn sót lại sau khi thời kỳ hoàng kim đã qua đi. Tham dự phiên đấu giá có Tử tước Raoul de Chagny (lúc này đã ngoài 60), vừa mua một hộp nhạc hình con khỉ. Món đấu giá tiếp theo là một chùm đèn. Theo lời chủ tọa ám chỉ thì trong quá khứ nó liên quan đến "một sự kiện bí ẩn về một bóng ma trong nhà hát mà không ai có thể giải thích được". Ánh sáng của chùm đèn đưa người xem ngược dòng quá khứ về lúc câu chuyện thật sự bắt đầu ("Overture").

Màn I

Năm 1881, dàn diễn viên của nhà hát Opéra Populaire đang diễn tập vở Hannibal trên sân khấu thì giám đốc đến thăm, tiện thể thông báo là nhà hát vừa được sang nhượng cho hai ông chủ mới tên là Firmin và André ("Hannibal Rehearsal"). Carlotta – nữ chính giọng soprano, hát một bản aria cho hai vị giám đốc mới này thưởng thức thì phông màn ở phía sau bỗng dưng đổ sụp xuống. Các cô vũ công thì thào với nhau về một bóng ma bí ẩn tồn tại trong nhà hát. Firmin và André trấn an mọi người nhưng Carlotta nổi đóa lên vì những tai nạn này đã diễn ra suốt ba năm qua mà không ai tìm cách giải quyết. Carlotta bỏ đi và hủy luôn vai diễn. Firmin và André hốt hoảng không biết phải làm sao thì Madame Giry, bà chủ biên đạo ballet, giới thiệu Christine Daaé. Christine là con gái của một nghệ sĩ violin có tiếng đã mất người Thụy Điển và đó giờ ở trong dàn hợp xướng. Madame Giry thuyết phục hai người quản lý cho Christine thử giọng vì Christine đã "được học thanh nhạc đầy đủ". Hai người quản lý lưỡng lự nhưng rồi cũng đồng ý và ngạc nhiên khi thấy Christine thực sự hát hay. Sau đó sân khấu chuyển qua phân cảnh buổi công diễn đầu tiên của vở Hannibal mà Christine được đóng vai chính. Vở diễn thành công ngoài mong đợi và được khán giả đón nhận nồng nhiệt. Nhà tài trợ mới của nhà hát – Tử tước Raoul de Chagny, cũng đến xem và nhận ra Christine chính là người bạn thuở bé của mình ("Think of Me").

Sau buổi diễn, Christine thổ lộ với Meg (một vũ công ballet, bạn thân nhất của cô đồng thời cũng là con gái của Madame Giry) rằng thầy dạy nhạc của mình là một "thiên thần âm nhạc" bí ẩn vô hình mà cô chưa gặp bao giờ ("Angel of Music"), đó giờ cô chỉ nghe tiếng hát của anh trong mơ. Raoul đến thăm Christine. Hai người hồi tưởng lại những câu chuyện lúc bé về "thiên thần âm nhạc" mà cha Christine từng kể cho hai người nghe ("Little Lotte"). Christine kể rằng thiên thần hay đến thăm cô và dạy cô học hát. Raoul khăng khăng mời Christine đi ăn tối dù cô không muốn vì không dám làm phật ý thiên thần âm nhạc ("The Mirror / Angel of Music (Reprise)"). Raoul ra ngoài để chuẩn bị xe thì trong phòng, một người đàn ông đeo mặt nạ mờ mờ ảo ảo hiện lên trong gương. Anh tự nhận mình chính là sứ giả âm nhạc rồi dẫn cô xuống nơi anh ở – tầng hầm của nhà hát ("The Phantom of the Opera"). Đến nơi, Phantom hát cho Christine nghe và tiết lộ rằng chỉ có cô "mới có thể chắp cánh cho âm nhạc của anh bay cao" ("The Music of the Night").

Phantom đang soạn nhạc thì Christine tỉnh giấc ("I Remember"). Không nén nổi sự tò mò, Christine đi luồn sau lưng Phantom và gỡ mặt nạ của anh ra. Hóa ra đằng sau lớp mặt nạ là một khuôn mặt biến dạng khủng khiếp. Phantom mắng nhiếc cô một cách thậm tệ, nhưng rồi bày tỏ rằng anh cũng muốn được sống như một người bình thường, thích cái đẹp và muốn được yêu thương ("Stranger Than You Dreamt It").

Trong khi đó ở trong nhà hát, trưởng bộ phận dàn dựng sân khấu Joseph Buquet và đám con gái trong vũ đoàn ballet đùa với nhau về giai thoại "bóng ma nhà hát" và biểu diễn Punjab lasso để giễu cợt (Punjab lasso là cách giết người của Phantom bằng cách thòng dây từ xa rồi thắt cổ nạn nhân) ("Magical Lasso"). Trong văn phòng, André và Firmin nhận được rất nhiều thư từ Phantom. Raoul vào gặp hai ông quản lý, chất vấn vì sao anh lại nhận được một lá thư bảo là anh đừng gặp Christine nữa. Đúng lúc này thì Carlotta và Piangi cũng xông vào hỏi cho ra lẽ vì cô vừa nhận được một lá thư viết rằng "thời của cô ở nhà hát Opéra Populaire đã đến hạn". Hai người quản lý trấn an Carlotta thì Madame Giry cũng vào văn phòng để giao bức thư mới nhất từ Phantom với nội dung như sau: Christine chứ không phải Carlotta phải được đóng vai chính trong vở opera mới Il Muto (tạm dịch "Người câm") và phải để trống hộp ngồi số 5, nếu không nghe lời thì nhà hát sẽ chịu hậu quả khủng khiếp ("Notes"). Nhưng Firmin và André khăng khăng Carlotta sẽ đóng vai chính còn Christine sẽ đóng vai cậu giúp việc không có thoại ("Prima Donna").

Buổi công diễn đầu tiên của Il Muto đang tiến triển tốt đẹp thì giọng nói của Phantom vang lên tức giận vì hộp 5 không được để trống theo đúng như chỉ thị. Đột nhiên Carlotta mất giọng không thể hát được nữa. Firmin liền chạy lên sân khấu trấn an khán giả, rằng vở diễn sẽ tiếp tục với Christine đóng vai nữ chính, còn giờ thì mọi người sẽ xem đoạn ballet ở màn III. Nhưng chưa được bao lâu thì xác của Joseph Buquet từ trên cao rơi xuống và treo lủng lẳng chính giữa sân khấu, chết vì bị thắt cổ bằng dây thừng. Thấy thế, khán giả hoảng sợ nên tháo chạy khỏi nhà hát ("Poor Fool, He Makes Me Laugh"). Trong khung cảnh hỗn loạn đó, Christine dắt Raoul chạy lên mái nhà. Cô kể anh nghe mọi thứ về lần gặp gỡ với Phantom nhưng Raoul vẫn bán tín bán nghi ("Why Have You Brought Me Here? / Raoul, I’ve Been There"). Tuy vậy Raoul hứa là sẽ luôn ở bên cạnh yêu thương và bảo vệ cô. Christine cũng đáp trả lại tình cảm của anh ("All I Ask of You"), không ngờ được là Phantom đứng ở đằng xa nghe được hết. Phantom thề sẽ trả thù ("All I Ask of You (Reprise)").

Màn II

Sáu tháng sau, nhà hát Opéra tổ chức một buổi vũ hội hóa trang. Hai ông giám đốc tỏ ra rất hoan hỉ vì 3 tháng qua không thấy Phantom quấy phá. Giữa buổi vũ hội, Phantom xuất hiện và thông báo vừa hoàn tất một vở opera tên là "Don Juan Triumphant" (tạm dịch "Thắng lợi của Don Juan"), ra yêu sách rằng Christine phải diễn vai chính, nếu không cả nhà hát sẽ phải chịu hậu quả ("Masquerade/Why So Silent").

Sau buổi vũ hội, Raoul chất vấn Madame Giry để khai thác thông tin về Phantom. Madame Giry miễn cưỡng khai Phantom thật ra là một thiên tài âm nhạc, kĩ sư, ảo thuật gia nhưng sinh ra với một khuôn mặt dị dạng nên bị xã hội xa lánh. Raoul thuyết phục Christine diễn vai chính trong vở Don Juan Triumphant. Nếu Christine diễn thì chắc chắn Phantom sẽ đến coi, trong khi đó anh sẽ bày binh bố trận phục kích để bắt Phantom ("Notes / Twisted Every Way"). Một ngày nọ, Christine đi thăm mộ cha ("Wishing You Were Somehow Here Again") thì Phantom xuất hiện hòng bắt cóc Christine. Ngay khi Christine sắp đầu hàng trước giọng hát của Phantom thì Raoul xuất hiện khiến Christine bừng tỉnh ("Bravo Monsieur").

Tại buổi công diễn Don Juan Triumphant, ban giám đốc bố trí cảnh sát canh gác chặt chẽ nhà hát. Trong lúc song ca, Christine chợt nhận ra bạn diễn của mình không phải là Piangi mà chính là Phantom ("Don Juan Triumphant / The Point of No Return"). Ngay giữa sân khấu, Phantom bày tỏ tình cảm của mình với Christine rồi xỏ vào ngón tay cô một chiếc nhẫn đính ước. Đột nhiên Christine lột mặt nạ ông ra. Phantom điên tiết vì bị bóc mẽ và dùng vũ lực đưa cô xuống hầm. Lúc này ở hậu trường cũng phát hiện ra xác của Piangi đã bị thắt cổ chết. Khán đài náo loạn còn các nhân viên hậu đài hạ quyết tâm truy lùng Phantom cho bằng được để báo thù cho Buquet và Piangi. Madame Giry dẫn đường cho Raoul xuống hầm của Phantom để cứu Christine ("Down Once More / Track Down This Murderer").

Ở dưới thâm cung của mình, Phantom bắt Christine phải thay ra áo cưới. Raoul đến nơi và cầu xin Phantom hãy thương tình và thả Christine đi. Nhưng Phantom vặn lại vì bao năm qua mọi người chỉ ghê tởm và ghét bỏ ông, ông chưa bao giờ biết đến tình thương là gì. Ông thắt cổ Raoul bằng Punjab lasso và dọa Christine rằng cô phải nhận lời làm vợ ông thì ông mới tha chết cho Raoul ("The Point of No Return Reprise"). Christine nói với Phantom rằng ông không cô độc một mình và cho ông một nụ hôn. Phantom thả cả hai đi, bắt hai người thề không được kể chuyện này cho ai biết. Một lát sau Phantom thấy Christine quay lại để trả cho ông nhẫn đính hôn. Phantom thú nhận rằng ông yêu cô. Christine không đáp lại, chỉ im lặng rời khỏi hầm, trên mặt giàn giụa nước mắt. Nghe thấy tiếng mọi người ngày càng tiến gần xuống hầm, Phantom vội vã ngồi lên ghế và phủ tấm áo chùng lên. Meg là người tới nơi đầu tiên. Cô lật tấm áo qua một bên nhưng chỉ thấy chiếc mặt nạ còn Phantom đã biến mất từ lúc nào ("Finale").