Рассказ ведётся от лица молодой женщины по имени Фьяметта, обращённой преимущественно к влюблённым женщинам, с целью вызвать у них сочувствие и понимание. Фьяметта, обладавшая редкой красотой, жила в атмосфере постоянного праздника, окружённая любовью супруга, богатством и уважением. Накануне важного торжества ей приснился тревожный сон: она шла по солнечному лугу, плела венки, когда ядовитая змея укусила её под левую грудь, после чего наступило пробуждение. Испуганная, она ощупала место укуса и, обнаружив, что ничего не болит, успокоилась. В тот же день, во время праздничной службы в храме, Фьяметта впервые испытала настоящее чувство любви, которым взаимностью ответил Панфило. Начался период счастья и наслаждения, который она описывала как состояние, когда «весь мир перестал иметь значение, и казалось, что головой достигаешь неба».
Идиллия была нарушена известием от отца Панфило, вдовца, который просил сына приехать во Флоренцию, чтобы поддержать его в старости, так как все братья Панфило умерли. Несмотря на мольбы Фьяметты остаться, Панфило отправился в путь, пообещав вернуться через три-четыре месяца. Прощание было настолько болезненным, что Фьяметта потеряла сознание, а служанка утешала её рассказом о слезах и страданиях Панфило. Фьяметта, верная любви, с покорностью и тревогой ждала возвращения возлюбленного, но в её сердце зарождалась ревность, вызванная славой флорентийских женщин, способных склонить к себе любого мужчину. Она ежедневно наблюдала за солнцем, считая дни до его возвращения, беседовала с ним мысленно, перечитывала письма и вещи Панфило, а ночами по движению луны определяла время. Когда срок приближался, Фьяметта решила немного развеяться, чтобы вернуть былую красоту, подготовив роскошные наряды и украшения, однако Панфило не появился.
Она искала оправдания отсутствию возлюбленного, предполагая, что отец просил его остаться или случились непредвиденные обстоятельства. Тем не менее, ревность и сомнения терзали её всё сильнее. Через месяц, во время встречи с монахинями, Фьяметта узнала от флорентийского купца, что Панфило женился, причём одна из монахинь, узнав это, была глубоко расстроена. Несмотря на потрясение, Фьяметта стремилась верить, что это вынужденный поступок, вызванный волей отца, и что любовь Панфило всё ещё принадлежит ей. Однако она больше не хотела смотреть на небо, утратила уверенность в его возвращении, в порыве гнева сожгла письма и испортила вещи возлюбленного. Её красота померкла, лицо побледнело, а в доме воцарилась грусть и начались сплетни.
Супруг, обеспокоенный её состоянием, предложил поездку на целебные воды, известные весёлым обществом и развлечениями. Фьяметта согласилась, но воспоминания о Панфило лишь усилили её страдания. Она принимала участие в увеселениях, наблюдала за влюблёнными с притворным умилением, но это лишь усугубляло её боль. Врачи и муж пришли к выводу о неизлечимости её недуга и рекомендовали возвращение в город, что было исполнено. В кругу женщин, обсуждавших любовь, Фьяметта осознала, что её страсть была глубже и горше всех известных ей историй. Она обращалась к Судьбе с мольбами о милосердии, сетуя на то, что стала предметом насмешек там, где прежде восхищались её красотой.
Спустя год после ухода Панфило, из Флоренции вернулся слуга, сообщивший, что женился вовсе не Панфило, а его отец, а сам Панфило влюбился в одну из флорентийских красавиц. Отчаяние привело Фьяметту к попытке самоубийства, которую предотвратила старая кормилица. Под давлением горя героиня тяжело заболела, а муж объяснил её состояние смертью любимого брата. Временами появлялась надежда благодаря слухам о скором возвращении Панфило, но они оказались ложными. Фьяметта вновь погружалась в тоску, пытаясь найти утешение в сравнении своей ревности с муками известных женщин древности, однако признавая, что её страдания намного глубже и острее.
