À l'occasion d'un bal masqué, le docteur Falke cherche à se venger de Gabriel von Eisenstein, un ancien ami qui l'avait abandonné après une fête, le laissant endormi, ivre et déguisé en chauve-souris. Contraint, le lendemain matin, de traverser la ville ainsi accoutré et encore titubant, il s'était senti profondément humilié. Pour punir le coupable, Falke a un plan : il s'arrangera pour qu'Eisenstein soit pris en flagrant délit d'adultère pendant le bal. Dès lors, coups bas et intrigues s'entrecroisent, si bien que tout le monde en prend pour son grade.