מערכה ראשונה
קיץ. גן ביתו של פקיד המחוז
נציב המחוז האלמן יושב על המרפסת, כשסביבו ששה מילדיו הצעירים. הם מתאמנים על שיר לחג המולד ומתרצים את שירתם הגרועה בהיעדרותה של אחותם הבכורה, שרלוט. שמידט ויוהן, חבריו של נציב המחוז, מגיעים לרגע קט ומזכירים לו כי הם מצפים שיצטרף אליהם מאוחר יותר בפונדק. סופי, אחותה הצעירה של שרלוט, נכנסת והם משוחחים על ורתר, צעיר מלנכולי קמעה, המייעד עצמו לקריירה של דיפלומט, והאמור ללוות את שרלוט לנשף הגדול המתקיים באותו ערב בעיירה הסמוכה. כמו כן הם מדברים על אלבר, ארוסה של שרלוט הנעדר מהכפר. ורתר מגיע, עומד בצד ומתפעל מהערב הקיצי הקסום בכפר הציורי. שרלוט בת ה-20, לבושה בבגדי-נשף, נכנסת ביחד עם אביה, אחיה ואחיותיה הקטנים. היא אינה מבחינה עדיין בבן זוגה ובעודה מחכה לו היא מנצלת את הזמן ובוצעת לילדים לחם. אביה מציג בפניה את ורתר ומציין בפניו כי מאז מותה של אמה, דואגת שרלוט למשפחתה. ורתר מתרגש מהתמונה המשפחתית ויוצא עם שרלוט לנשף. הלילה יורד וכולם עוזבים את הבית פרט לסופי, המופתעת מבואו הבלתי צפוי של אלבר, חתנה המיועד של שרלוט, שחזר לאחר היעדרות בת ששה חודשים. הם משוחחים בעליצות על העתיד לאחר שהוא ושרלוט יינשאו. אלבר שר על אהבתה של שרלוט אליו ועוזב בהבטיחו לשוב בבוקר.
ורתר ושרלוט חוזרים מהנשף לאורו של הירח. שרלוט נזכרת באמה ומדברת ברגש רב על אחיה ואחיותיה. ורתר מהלל את מסירותה ואת יופייה. הוא התאהב בשרלוט אבל הצהרת האהבים שלו נקטעת כאשר נציב המחוז קורא מתוך הבית שאלבר חזר. הקסם נמוג. ורתר לומד בצער כי אלבר הוא חתנה המיועד של שרלוט והיא מסבירה לו כי עד לאותו רגע פשוט שכחה שהבטיחה לאמה, על ערש מותה, כי תינשא לאלבר. ורתר מבקש משרלוט כי לא תפר את הבטחתה וזועק בכאב "אחר יהיה בעלה!"
מערכה שנייה
סתיו. יום ראשון אחר-הצהריים, מחוץ לכנסייה
שמידט ויוהן יושבים מחוץ למסבאה המקומית, מביטים במתפללים הבאים לכנסייה הסמוכה לחגוג את חתונת הזהב של כומר הכפר. שרלוט ואלבר, אשר נישאו לפני שלושה חודשים, מופיעים שלובי זרועות ומספרים על חייהם הטובים יחדיו וגם הם נכנסים לכנסייה. ורתר צופה בהם מרחוק ומצטער על כי איבד את שרלוט. אלבר יוצא מן הכנסייה, מבחין במצוקתו של ורתר, מזדהה עם רגשותיו ומציע לוורתר להפנות את אהבתו אל סופי. ורתר מתרשם מאוד ממחווה זו, ומבטיח כי יהיה נאמן לשניהם. הוא חש ידידות עמוקה לאלבר ולשרלוט ואם רגשותיו ישתנו, כך הוא אומר לאלבר, יעזוב את הכפר. סופי מצטרפת בעליצות לשיחה. ורתר נותר לבדו. כאשר שרלוט יוצאת מן הכנסייה הוא אינו יכול להתאפק, מכריז בפניה על אהבתו אליה ונזכר בפגישתם הראשונה. שרלוט מזהירה אותו שהיא שייכת לאחר ושהוא חייב לנסות לשכוח אותה. "לך," היא אומרת לו, "ואל תחזור עד חג המולד." סופי מזמינה את ורתר להצטרף אליה למסיבה אך הוא מסרב, עוזב אותה כשהוא ממרר בבכי ומצהיר כי לעולם לא ישוב. כשסופי מספרת זאת לאלבר הוא מבין כי ורתר עדיין אוהב את שרלוט.
מערכה שלישית
חורף. ערב חג-המולד, חדר-האורחים בביתו של אלבר
שרלוט מהרהרת בוורתר וקוראת שוב את מכתביו. היא מבינה עתה כי למרות הכל היא עדיין אוהבת אותו כבעבר. סופי נכנסת, אך אפילו האופטימיות התמימה שלה אינה מצליחה לעודד את רוחה הנכאה של שרלוט אשר ליבה נקרע בין אהבתה לוורתר לבין ערכיה וחובותיה המוסריים. לפתע מופיע ורתר, חיוור וקודר. הוא חזר במועד אך תקופת היעדרותו לא ציננה את התלהבותו. יחדיו מעלים ורתר ושרלוט זיכרונות על הספרים שקראו - בעיקר הבלדות הרומנטיות של אוסיאן שגרמו לוורתר להרהר על הטרגיות שבאהבה. שרלוט, במאמץ רב, דוחה את ורתר ונסה מהחדר. ורתר המיואש עוזב.
אלבר נכנס ומתפלא על התרגשותה הגלויה של שרלוט. משרת מוסר לו מכתב מוורתר המבקש לשאול את אקדחיו של אלבר בתואנה שהוא יוצא למסע ארוך. משמעותו הנסתרת של המכתב מובנת לשרלוט והיא מנסה להניא את אלבר ממסירת האקדחים אך הוא מאלץ אותה למסור את האקדחים למשרת. כשאלבר יוצא שרלוט חשה למצוא את ורתר.
מערכה רביעית
מאוחר יותר באותו הערב, חדרו של ורתר
שרלוט מגיעה לחדרו של ורתר ומוצאת אותו פצוע אנושות. הוא מבקש את סליחתה, למרות שהיא טוענת שהוא זה שצריך לסלוח לה. הוא מזהיר אותה לא לקרוא לעזרה: הוא יהיה מאושר יותר למות תוך שהוא נשבע שהוא מעריץ אותה. שרלוט מתוודה כי אהבה אותו מאותו היום בו נפגשו לראשונה והיא מבינה עתה כי איבדה אותו באשמתה. שרלוט נענית לנשיקתו של ורתר. מרחוק נשמעת שירת הילדים השרים את שיר חג המולד, עליו התאמנו לפני חודשים מספר, ושרלוט הנסערת מגלה כי אהובה מת.