Разумеется, либретто оперы не претендует на историческую точность, хотя в целом против истины грешит не слишком, не считая финала. Ну и, естественно, любовная история в опере неизбежна. Интрига незамысловата, и вот как это все выглядит.
Пальмира. Жертвоприношение в храме Исиды. Царица Зенобия, ее возлюбленный персидский принц Арсаче, верховный жрец и прочие служители молятся об избавлении от приближающихся к городу римских легионов. Молитва не помогает, входит генерал Ораспе и докладывает, что Аврелиан со своим войском уже у ворот. Арсаче клянется выступить на защиту Пальмиры во главе своей армии.
Однако персы терпят поражение, Арсаче попадает в плен, его приводят к Аврелиану. Враги обмениваются несколькими репликами, Аврелиан говорит персу, что должен бы быть суров по отношению к нему, но жалеет его, жертву безумной любви, на что Арсаче надменно возражает, что в сердце римлян нет места жалости, в итоге Аврелиан возвращается к своим делам, а Арсаче в свою темницу.
Зенобия же готовится защищать город, надеясь на его крепкие стены и храбрость своих воинов. Но прежде она обращается к Аврелиану с просьбой о перемирии и личной встрече, во время которой пытается уговорить Аврелиана освободить пленных, Арсаче в том числе, на что Аврелиан благоразумно отвечает отказом. Тогда Зенобия просит о свидании с пленником, что Аврелиан разрешает. Зенобия и Арсаче оплакивают свою печальную судьбу. Аврелиан предлагает освободить Арсаче при условии, что тот покинет Зенобию, Арсаче гордо отвечает «нет», и Аврелиан приговаривает его к смерти.
Пальмира взята римскими войсками, Зенобия в плену. Аврелиан признается Зенобии в любви, если она, эта любовь, будет принята, Зенобия останется царицей. Но нет, он получает отказ, Зенобия верна Арсаче. Последнего же пальмирскому генералу Ораспе удается каким-то образом освободить, и пылкий перс находит убежище у пастухов на холмах близ Евфрата. Узнав о его бегстве, к нему стекаются его уцелевшие воины, сообщают о захвате римлянами Пальмиры и пленении царицы. Арсаче решает предпринять новую атаку на римлян, однако до этого дело не доходит, ночью он пробирается в город, где при свете луны встречается с Зенобией, и бдительные римские стражи обнаруживают любовников. Те просят, чтобы их предали смерти, но Аврелиан не торопится, приказывает пока только разлучить их, как угрожает, навсегда, заключив для начала в отдельные камеры.
Публия, дочь Валериана, просит Аврелиана пощадить побежденных.
