Når klokken slår, kommer eksekusjonspatruljen og stiller seg opp. De avfyrer sine våpen, og Cavaradossi faller. Tosca venter til patruljen har gått før hun går fram til ham, innser at han faktisk er død og at Scarpia har lurt henne. Mordet på Scarpia er dessuten oppdaget, og hans menn kommer for å gripe henne. Tosca kaster seg ned fra taket (O Scarpia, Gud straffer deg!).