Druhá polovina devatenáctého století a počátek dvacátého byly ve znamení fascinace japonskou kulturou. Také literatura přibližující západním čtenářům exotickou zemi byla velice populární. V roce 1898 vyšla v lednovém čísle časopisu Century Magazin povídka Madame Butterfly, jejímž autorem byl americký právník a spisovatel John Luther Long (1861-1927). Dle Longova tvrzení mu jako základ povídky posloužil skutečný příběh, který mu vyprávěla jeho sestra paní Correll. Ta Japonsko navštívila se svým manželem misionářem a údajně se setkala v Nagasaki se skutečným synem Butterfly Tomem Gloverem. Ten jí vyprávěl o vztahu matky a britského obchodníka a o jejím pokusu o sebevraždu.
Longova povídka zaujala spisovatele, režiséra a producenta Davida Belasca (1853–1931), který ji adaptoval do podoby jednoaktové hry. Premiéra se konala s velkým úspěchem 5. března 1900 v Herald Square Theatre. Ještě téhož roku se Belasco vypravil s Madame Butterfly na turné do Londýna. Shodou okolností se ve stejné době nacházel i Giacomo Puccini. Intendant Covent Garden Frank Nielson ho upozornil na úspěšnou Belascovu hru o malé Japonce. Na Pucciniho hra hluboce zapůsobila a pověřil Ricordiho, aby vyjednal s Belascovým agentem v New Yorku oficiální práva na Madame Butterfly.
Jakmile byla smlouva podepsána, Pucciniho libretisté Giacosa a Illica, jeho věrní spolupracovníci na operách Bohéma a Tosca, se pustili do práce. Úspěšně pokračující práce na Madama Butterfly byla přerušena v únoru 1903. Za mlžně noci havaroval Puccini se svým novým automobilem na cestě nedaleko Luccy a trvalo několik měsíců, než se zotavil. Nicméně v následujících měsících se zvolna vrátil k práci a na konci roku byla opera hotova. Premiéra 17. února 1904 v milánském Teatro alla Scala se však zcela nečekaně změnila v naprosté fiasko. Puccini okamžitě stáhnul operu z repertoáru a pustil se do práce na změnách. O tři měsíce později se světu představila Madama Butterfly taková, jakou ji známe dnes. Premiéra se konala v Teatro Grande v Brescii 28. května 1904. Nepředpojaté obecenstvo bylo okouzleno a dojato. Puccini zvítězil na celé čáře a Butterfly je od těch dob trvalou součástí repertoáru operních scén celého světa milována publikem i interprety.
