第三幕：处决日的清晨，教堂的钟声响起，卡瓦拉多希绝望的思念着托斯卡（E lucevan le stelle，今夜星光灿烂），便以他身上唯一值钱的戒指来贿赂了一个狱卒要他送张告别的纸条给托斯卡，不久托斯卡跑进来，她告诉卡瓦拉多希自己杀死斯卡皮亚的经过，两个人描画这美好的未来。执行枪决的士兵来把卡瓦拉多希带走，托斯卡要他假装自己中弹了倒地，然后一起逃走。以为士兵们所开的是空炮弹，托斯卡在执行官离开后跑到卡瓦拉多希的身边催他快起来，却发现情人一动不动，胸口不断流出鲜红的血，这时她才明白自己受了骗，抱着爱人的尸体悲痛欲绝。发现斯卡皮亚被谋杀的卫兵赶来逮捕托斯卡，托斯卡对卡瓦拉多希告别后跳下行刑台自杀，普契尼在此以（今夜星光灿烂）来当终曲。《今夜星光灿烂》这首作品是由宣叙调和咏叹调两个部分组成，是剧中最著名的咏叹调之一，当卡瓦拉多走上刑场，即将被处决，他遥望寂静的天空，星光闪烁，一道光线预示着黎明的到来，卡瓦拉多深情地唱到：“……甜蜜的亲吻，和那多情的拥抱，使我多么惊慌，她面纱下美丽的面容和身材，……时光飞逝，如今我将带着绝望死去！然而，我从未如此眷恋自己的生命，”作品倾注了作者丰富的感情，使这首咏叹调感人至深。