夜会ではホフマンがオランピアとダンスを踊るが、段々スピードが速くなってゆき、ついに壊れる勢いでまわりだす。ホフマンは跳ね飛ばされ、スパランツァーニは何とか娘を止めて、オランピアを下がらせる。飛ばされた勢いでホフマンの眼鏡が壊れてしまう。
ミュンヘンのクレスペルの家。奇妙に傾いた部屋で、アントニアが歌う（ロマンス「逃げてしまったの、雉鳥は」）。父親のクレスペルが部屋に入り、アントニアに死んだ母親の声に似ているので歌ってはいけないと言い聞かせる。歌手を諦めることに絶望しながらもアントニアは歌わないことを約束し、退場する。クレスペルは召使のフランツに誰も入れるなといって下がるが、やってきたホフマンとニクラウスを入れてしまう。ニクラウスはオランピアのことに言及しながら、今回の愛にも疑問を呈する。
ホフマンがやってきたことに気づいたアントニアが駆け込んでくる。ホフマンは突然引っ越したわけをたずねるが、アントニアにはわからない。二人は明日夫婦になることを約束する。彼女はホフマンに歌を禁じないことを確認し、ホフマンは疑問に思う。クレスペルの気配にアントニアは部屋に下がるが、ホフマンは謎が解けるかと、身を隠す。
ホフマンが来たのかと思ってやってきたクレスペルの前に、ミラクル博士が現れる。アントニアの母が死んだときにいたミラクル博士をクレスペルは嫌悪するが、博士はかまわずに誰も座っていない椅子に向かって、アントニアの診察を行う。悪魔的な光景に隠れて見ていたホフマンは驚く。ミラクル博士はアントニアに薬と歌を勧めるが、クレスペルが必死に追い払う。
クレスペルとミラクルが出て行った部屋に残ったホフマンにアントニアは近づく。ホフマンはアントニアに歌わないように、歌手の道は諦めるように頼み、彼女はそれを受け入れる。
一人になったアントニアに、突如現れたミラクル博士がその若さ、才能で歌わずにいられるものかとそそのかす。悪魔の誘惑に打ち勝つべくアントニアは亡き母に救いを求めるが、そこに母の亡霊が現れアントニアを激しく呼ぶ。声にあおられるように、アントニアは狂ったように歌い、倒れる。
倒れた娘を見つけたクレスペルは嘆き、飛び込んできたホフマンを殺そうとするが、ニクラウスに阻止される。ホフマンはアントニアに医者を呼ぼうとするが、いつのまにかそこにミラクル博士が現れ、彼女の死を宣告する。