אותלו דורש מכולם לעזוב, ואז אומר כי הוא מאמין כי דסדמונה אכן בוגדת בו. יאגו חוזר לחדר, ואותלו הזועם שואל אותו האם יש לו עוד הוכחה שדסדמונה בוגדת. יאגו מספר כי פעם כאשר ישן באותו חדר עם קאסיו, שמע אותו מדבר בשנתו אל דסדמונה שעליהם להיות זהירים ולהסתיר את אהבתם. יאגו מוסיף, כי חלומות אינם אומרים דבר, אך יום קודם ראה אצל קאסיו את המטפחת של דסדמונה. אותלו מתכנן עם יאגו את הנקמה בדסדמונה.
מערכה שלישית.
יאגו אומר לאותלו שהוא מתכוון להביא את קאסיו למצודה ולשדלו בדברים בעוד אותלו יתחבא ויוכל להאזין. כשיאגו יוצא נכנסת דסדמונה שחוזרת על בקשתו של קאסיו. אותלו אומר לה כי הוא עדיין סובל מכאב ראש ומבקש אותה לכרוך את המטפחת שלה סביב מצחו. כשהיא מוציאה מטפחת אחרת הוא שואל אותה היכן המטפחת שהוא נתן לה, דסדמונה אומרת כי היא לא מחזיקה כרגע את המטפחת ההיא. אותלו מזהיר אותה כי המטפחת ההיא היא קמע ואם תאבד אותה עלולים לבוא עליה דברים רעים. דסדמונה אומרת כי הוא מנסה להתחמק מבקשת קאסיו. אותלו מתרגז ודורש לדעת מה אירע למטפחת ההיא. דסדמונה מתעקשת כי היא נאמנה לו, אך אותלו מגרשה מהמקום.
אותלו מבכה את מר גורלו ("Dio! mi potevi scagliar tutti I mali"). יאגו מגיע למקום ומכריז "קאסיו כאן!", אותלו ממהר להתחבא. קאסיו נכנס ואומר שקיווה שדסדמונה תהיה שם מאחר שרצה לשמוע האם הצליחה עם אותלו. יאגו שואל אותו "איך הולך עם האישה?", קאסיו שואל, "איזו אישה?" יאגו עונה לו בשקט שאותלו אינו שומע : "ביאנקה" (שמה של אהובתו האמיתית של קאסיו). קאסיו מספר בקול רם על הרפתקאותיו הרומנטיות עם ביאנקה, אך אותלו בטוח שהוא מדבר על דסדמונה.
קול תרועה נשמע, המכריז על הופעת השגריר הוונציאני. יאגו מגרש את קאסיו החוצה. אותלו יוצא ממחבואו ומסכם עם יאגו כי הוא יחנוק את אשתו למוות במיטתה בעוד יאגו יטפל בקאסיו. לודוביקו, דסדמונה, אמיליה ורודריגו נכנסים עם הפמליה. כולם מבחינים בהיעדרו של קאסיו. יאגו מסביר כי קאסיו הורד בדרגה, אך דסדמונה אומרת כי יוחזר בקרוב. יאגו אומר שאולי זוהי משאלתה של דסדמונה, והיא אומרת שאכן היא מעוניינת בכך מאחר שהיא מחבבת את קאסיו. אותלו מנסה לתקוף אותה בכנותו אותה "שטן", אך לודוביקו עוצר בעדו. אותלו קורא לקאסיו שמגיע מיד. אותלו קורא מכתב שהביא לודוביקו בו מורה הדוג'ה לאותלו לחזור לוונציה וממנה את קאסיו לשליט על קפריסין במקומו. בזעמו משליך אותלו את דסדמונה לארץ.
דסדמונה השוכבת על הארץ מקוננת על מר גורלה. לודוביקו ואמיליה מנחמים אותה. יאגו אומר לאותלו כי הערב זה הזמן לנקום. יאגו פונה לרודריגו, שכאמור חושק בדסדמונה, כי הדרך היחידה למנוע ממנה לעזוב את קפריסין היא להרוג את השליט החדש. אותלו מצווה על כולם לעזוב, דסדמונה ניגשת להרגיע את אותלו, אך לודוביקו מושך אותה עמו בזמן שאותלו מקלל אותה. אותלו מדבר בזעם על המטפחת ומתמוטט. יאגו דורך על ראשו בחוזקה עם עקב מגפו, ועוזב את המקום. בחוץ עומדים הקפריסאים ומריעים לאותלו.
מערכה רביעית.
דסדמונה ואמיליה מתכוננות לשינה. דסדמונה מורה לאמיליה להוציא את שמלת הכלולות שלה ואומרת כי במותה תרצה להיקבר בשמלה זו. אמיליה מבטלת את דבריה ואומרת לה לא לדבר דברים כאלה. דסדמונה נזכרת במשרתת שהייתה לאמהּ בשם ברברה, אשר התאהבה בגבר עד כדי שיגעון, ואיך השתגעה כאשר עזב אותה. כשאמיליה עוזבת, דסדמונה מתפללת "אווה מריה" ושוכבת לישון. אותלו נכנס בלאט עם חרבו. הוא נושק לאשתו שלוש פעמים והיא מתעוררת. אותלו שואל אותה אם התפללה כבר הערב כיוון שאינו רוצה להרוג את נשמתה. דסדמונה מתפללת לרחמים עליה ועל אותלו. אותלו מאשים אותה בחטא עם קאסיו. דסדמונה מכחישה כל קשר פסול עם קאסיו ומבקשת מאותלו לחון אותו. אותלו אומר כי מאוחר מדי, קאסיו כבר מת. דסדמונה שוב מבקשת רחמים - אך אותלו חונק אותה.
אמיליה דופקת בדלת ומכריזה כי קאסיו הרג את רודריגו, דסדמונה בשארית כוחה אומרת כי הואשמה לשווא, ומתה. אמיליה קוראת לאותלו רוצח, והוא אומר לה כי יאגו הציג לפניו הוכחות לחוסר נאמנותה של דסדמונה. אותלו מאיים על אמיליה הקוראת לעזרה, לודוביקו קאסיו ויאגו נכנסים. אמיליה דורשת מיאגו לְהָזֵם את טענות אותלו בדבר חוסר נאמנותה של דסדמונה, אך הוא מסרב. אותלו אומר כי המטפחת היא הוכחה מספקת. אמיליה המבועתת מספרת כי יאגו גנב את המטפחת, וקאסיו מאשר את דבריה. יאגו שולף את חרבו ומצליח להימלט מהמקום.
כאשר אותלו מבין מה אירע, הוא מתאבל על מות דסדמונה. הוא שולף פגיון ודוקר עצמו לפני שהאחרים מונעים ממנו לעשות כן. בשארית כוחותיו הוא נגרר אל גופת אשתו ונושק לה. אותלו מת לצד דסדמונה.
ניתוח האופרה.
בעלילה של "אותלו" באים לידי ביטוי מצבים רגשיים עזים: אבל ודיכאון, התאבדות, רצח, חרדה, ומצבים פוסט טראומטיים. האתגר העומד בפני המלחין הוא לבטא את הרגשות הללו באמצעות הצלילים. זוהי יצירה מוזיקלית המבוססת על הטרגדיה של שקספיר, לפיה כתב אריגו בויטו את הליברטו, ולקח לעצמו חופש בהשמטת תרחישים שלא היו חשובים בעיניו (הפתיחה המגוללת את ההיסטוריה של יחסי אותלו ודסדמונה ואביה, קטעי קישור עם ליצנים וכו'). כמו כן הוא המציא חומרים חדשים, שלא היו בחומר המקורי, (אריית ה"אני מאמין" של יאגו). באותלו, ורדי מתאר בצלילים דיוקנאות מוזיקליים של הדמויות, התזמורת מצליחה להעביר את האווירה הרגשית של הדמויות והסיטואציות במגוון ניואנסים שהמקהלה משלימה אותם. במהלך האופרה אותלו מתייסר ברגשות קנאה הגואים ככל שהאופרה מתקדמת לקראת השיא במערכה האחרונה, עם הריגתה של דסדמונה באקט אכזרי הנגזר מהשתלטות מחשבות בלתי רציונליות על אותלו.
מערכה ראשונה.
המערכה הראשונה מטילה את הצופים לתוך חיזיון של סערה בים מלווה בברקים ורעמים, שמרמז על סערת הרגשות שמאפיינת את היצירה (בניגוד למחזה, שבו הפתיחה מתרחשת בתוך דיאלוג שתפקידו להכניס הצופה לרקע העלילה, בנימה רגועה ועניינית). תרחיש סוחף של עולם רועד ומטלטל, ואנשים צופים בסערה בעיניים כלות: חרדת הציפייה המשתלבת במוזיקה דרמטית, עוברת בין הדמויות המרכזיות ביצירה וכבר ניתן לעמוד על אופיין. יאגו: "הלוואי והים הרוגש, יהיה הקבר שלה", קאסיו לעומתו, עומד כולו ציפייה ותקווה, בדאגה לאותלו. צהלות השמחה "היא ניצלה", מהוות את הרקע לכניסת אותלו לנמל, כולו הוד והדר, אדם אחד שמצליח למלא במה שלמה בנוכחותו ובקולו האדיר. זה קטע הרואי, "בטהובני" A VIVO, חדוות הניצחון מתמזגת בקול המקהלה על גווניה. על רקע ההמולה הצלילית של ההמון, מתרחש דיאלוג בין יאגו לרודריגו, המאוהב נואשות בדסדמונה. יאגו, שכבר מתכנן כיצד להיפרע מאותלו, בגין מינוי קאסיו לקפטן, תחתיו, מבין שהוא צריך איש אמון שיוכל להסתייע בו. רודריגו, הוא מטרה קלה, פתי. יאגו, בהתנהגות טיפוסית צבועה, המעיד על עצמו כעל "חבר אמיתי" מפריח משפט, שרק טיפש ימות בשל אשה וזאת במטרה לאושש את רודריגו, שכן הוא אמור להשתמש בו. יאגו, מאוד מודע לנכלוליות שלו, הבאה לידי ביטוי באמירה: "אם הייתי ה"מור", לא הייתי רוצה שיסתובב סביבי יאגו שכמותי".
התמונה השנייה נפתחת באש מסוג אחר – אש של שמחה. ניצוצות אש לכבוד החתונה של אותלו ודסדמונה מאירים את השמים והלב של אנשי המקום. הם פוצחים בשירה נעימה בסגנון של משפט מוזיקלי טיפוסי, אמירת הנשים ומענה גברי בהנהון. הנשים הן אלה שמובילות את הניגון הזורם בנינוחות ויפעה, וזאת בניגוד לשירת היין שמגיעה בהמשך, בהשראת יאגו, הנותנת קונטרה לשירה הענוגה של הנשים. יאגו, שמתחיל לטוות את חוטי הרשת, מתכנן להשקות את קאסיו עד כדי אובדן חושים ואז לעורר פרובוקציה, בעזרת "ידידו החדש", רודריגו, שיגרור את קאסיו לתגרה שסופה תוביל, להסרת חנו בעיני אותלו. למרות שהסצנה היא חלק מתוכנית שתוביל לאבדון, אי אפשר להתעלם מהקסם שמפגין יאגו בשיר היין, בתנועה ה"טריולית", מוזיקלית שהוא מפנה כלפי ההוללים, כדי לדרבנם לשתות. "לפני שמצב הרוח ישתנה, שתו בעצמה והרבה. טעמו ושתו עמי את הנוזל הנפלא הזה". רודריגו לא מאכזב ומחרחר ריב הגורם לשליפת חרבות, אך מי שנפגע הוא מושל קפריסין, מונטאנו, ובעודו שותת דם נכנס אותלו, שהוחרד משנתו בגין קולות המהומה. שוב, אי אפשר שלא לשים לב לנוכחות הכבירה של אותלו: "שימו בצד החרבות", ומיד הוא פונה אל יאגו: "יאגו הישר" (כמה סרקסטי), "אני מבקש הסבר על מה שקורה כאן, דבר".
יאגו, כמובן, לא מסתיר את התמוגגותו מהתפקיד שניתן לו והוא, נופת צופים שכמוהו, מתאר את אחוות הנוכחים, שפתאום קפץ עליהם שיגעון, ואין לו הסבר מהיכן זה הגיע והוסיף באצטלה חסודה: "הלוואי ולא הייתי עד לזה". אותלו מצידו מגיב: "דמי רותח", וניתן לראות כאן את נקודת מבטו של הכותב לגבי אופיו חם המזג של אותלו שממהר להדיח את קאסיו מתפקידו, בדיוק לפי התסריט של יאגו שמסנן מבין שיניו: "ניצחון".