可是军队的驻扎终会结束，平克顿便要伴随着军队离开。但他在离开前像蝴蝶说到:
平克顿:“我会带着玫瑰，在世界充满欢乐的时候回来的！”
时间过得很快，三年一转眼就这样过去了。大幕再次拉开的时候，仍然是那个场景。女仆和孩子睡着，巧巧桑伫立在纸门前。可是丈夫还是没有任何消息。
失去丈夫的蝴蝶必须依靠自己照顾孩子，因此生活并不富裕。但身为名门后裔的家中依然有个仆役名为铃木。
有一天铃木正跪在地上祭拜着日出国的神明，蝴蝶笑着对铃木说:
刘沐妍日出国的神啊太懒惰了，美丽国的神啊比较勤劳，他一定很快就会就会听我祷告的。
其实蝴蝶心中一直期待着可以透过祷告让自己的丈夫快点回到自己的身边，但铃木却说到:
铃木“是吗？我从没听过一个外国丈夫会回来”
这句话激怒了蝴蝶，俩人拉扯争吵起来。即使连自己都仆役都告诉自己，蝴蝶心中依旧相信自己的丈夫平克顿总有一天会回到自己的身边的。
数日之后，平克顿的好友来拜访蝴蝶夫人，他这次来的目的，是表示自己收到了平克顿的来信，说他不会回来的，请告诉蝴蝶请她依照日出国法律解除婚约。
但是当他看见如此忠贞的蝴蝶时，实在不忍心将信件读出。就在这个时候，日出国的山鸟王子也来拜访美丽的蝴蝶夫人，希望蝴蝶可以嫁给他。但是蝴蝶清楚的说到:
刘沐妍我的丈夫是平克顿
然后请他离开，但他依然痴心的说道:
“我永远等待着你”
等到山鸟王子离开之后，平克顿的好友才讲平克顿的信件读出，才读了第一句:
“亲爱的小蝴蝶”
刘沐妍我就知道，我的丈夫不会抛弃我的(大声说到)
他实在不忍心读下去了，便试探性的像蝴蝶问道:
“如果平克顿真的不回来了，你会怎么做呢？”
这时蝴蝶脸色突然变了，毫不犹豫的说:
刘沐妍那我只能做俩件事了，第一是回去做艺妓，第二是回到神的身边。
他紧张的说:“你还是答应山鸟王子吧！他会给你好生活的。”
听到他的话，蝴蝶开始意识到丈夫已经抛弃了自己，便命令铃木把孩子抱出来之后，紧紧的抱着孩子哭泣着。看见这一幕的好友只能默默的把信件放回口袋。看着蝴蝶夫人哭泣的背影转身离去。
蝴蝶夫人就这样过了一段以泪洗面的日子，伤心的她每天都会跑到海边，期待着丈夫回心转意回到她身边。
一天，一阵嘈杂的汽笛声吵醒了所有的岸边居民，铃木大声的向蝴蝶喊着，
“夫人，您听见了吗？那从码头传来的声音”
于是俩人来到窗前，像大海张望着，她们看见了一艘白色的军船向码头驶来。船上飘的全是美丽国的旗帜。
刘沐妍那是我丈夫的军舰，他回来了！他回来了！
蝴蝶夫人便立刻冲到花园中去采摘鲜花来布置屋子，还让铃木帮自己画上最美的妆容，穿上当初的新娘服，让丈夫看到她时，可以像以前一样爱她。
当一切准备好之后，天色已晚，却依旧等不到平克顿的到来。一直到了深夜，孩子和铃木都睡着了，但蝴蝶夫人依旧睁开眼等着丈夫的归来。
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