Akcja rozgrywa się w Neapolu i opowiada historię dwóch młodych mężczyzn, Ferrando i Guglielmo, zakochanych w dwóch siostrach, Fiordiligi i Dorabelli. Mężczyźni są przekonani, że ich ukochani są wierni, ale Don Alfonso, starszy przyjaciel, wyzywa ich na zakład. Zakłada się, że uda mu się sprawić, że kobiety zakochają się w innych mężczyznach.
Plan Don Alfonso zakłada przekonanie Ferrando i Guglielmo, aby udawali, że wyruszają na wojnę. Gdy tylko wychodzą, przedstawia kobietom dwóch nowych mężczyzn, Donati i Iocane. Mężczyźni zabiegają o względy kobiet i początkowo opierają się ich zalotom. Jednak z biegiem czasu zaczynają one słabnąć.
Ostatecznie Ferrando i Guglielmo wracają z wojny. Są zszokowani i załamani, gdy odkrywają, że ich narzeczeni byli niewierni. Jednak Don Alfonso odkrywa, że cała sprawa była podstępem. Chciał pokazać mężczyznom, że kobiety nie zawsze są tak wierne, jak się wydają.
Cosi fan tutte jest operą komiczną, ale zawiera także elementy tragedii. Bohaterowie stają przed trudnymi wyborami i ostatecznie muszą zdecydować, co jest dla nich najważniejsze. Opera jest eksploracją miłości, wierności i natury relacji międzyludzkich.