הפעולה מתרחשת בנאפולי בביתו העשיר של דון דומניקו סוריאנו בן החמישים ושתיים, יזם מצליח. בחדר נמצאים דון דומניקו עצמו, דונה פילומנה מרטוראנו, האישה עמה התגורר בעשרים השנים האחרונות, דונה רוזליה סולימנה, אישה בת שבעים וחמש שחלקה את הרגעים העצובים ביותר בחייו של פילומנה, כמו גם אלפרדו אמורוסו, משרתת מבוגרת של דון דומניקו. פעם אחת דון דומניקו לקח אליו את פילומנה מהשכבות הנמוכות ביותר של החברה הנפוליטנית; באותה תקופה היא עבדה בבית של סובלנות. לאחר מות אשתו, לאחר שנתיים מההיכרותם, קיווה פילומנה שדון דומניקו יתחתן איתה, אך זה לא קרה. אז היא גרה בביתו עם רוזליה סולימאן כמאהב חצי, עבד למחצה, ובנוסף, היא בדקה את עבודות המפעלים והחנויות שלו, ואילו הבעלים עצמו נהנה בלונדון ובפריז, במרוצי סוסים ועם נשים. לבסוף, פילומנה החליטה לשים קץ לעמדתה המנוגנת: היא העמידה פנים שהיא חולה נורא, שיש לה גרמי מוות, כינתה את הכומר לכאורה לישיבה האחרונה, ואז ביקשה מדון דומניקו להגשים את רצונה של האישה הגוססת ולאפשר לה על ערש דווי להתאים עמו. נישואים. ברגע שדון דומניקו מילא את בקשתה, פילומנה מיד קפצה מהמיטה במצב בריאותי טוב והודיעה לו שעכשיו הם בעל ואישה. דון דומניקו הבין שהוא נפל על הפיתיון שלה והוא לגמרי בכוחה. עכשיו הוא זועם ומבטיח שלא יחסוך כסף או כוח בכדי להשמיד ולרסק את החרדנים.
במהלך פרצוף כועס, פילומנה מאשים את דומניקו בעובדה שהוא תמיד התייחס אליה בשפל, ואפילו כשחשב שכשמתה, במיטה שלה, היא נישקה איזו ילדה שהובאה לבית במסווה של אחות. בתום נאום ההאשמה שלה, פילומנה מציינת שיש לה שלושה בנים, שדומניקו לא יודע עליהם, וכדי לגדל אותם, היא גנבה ממנו לעיתים קרובות כסף, וכעת היא תשיג שהם ישאו את שמו של סוריאנו. דומניקו ואלפרדו המומים. רוזלי כבר מזמן מודעת לכך. פילומנה מבקש מדומניקו לא לפחד מאוד, כי הילדים אינם הוא וכבר הם מבוגרים. לעתים קרובות היא רואה אותם, אך בניה אינם יודעים שהיא אמם. אחד מהם, בעזרתה, הפך לאינסטלטור, יש לו בית מלאכה משלו, הוא נשוי ואב לארבעה ילדים. השני, שמו ריקרדו, מחזיק חנות לבגדי תחתונים לגברים; השלישי, אומברטו, הפך לרואה חשבון ואף כותב סיפורים לעיתון.
אלפרדו מדווח במבוכה כי המלצרים מהמסעדה הגיעו והביאו את ארוחת הערב שדומניקו הזמינה בבוקר, חשב שבשעות הערב הוא כבר יהפוך לאלמן ויכול להשתעשע עם דיאנה הצעירה, בדיוק זו איתה התנשקה ליד מיטתה של פילומנה "הגוססת". עד מהרה מופיעה דיאנה עצמה. היא אלגנטית מאוד ומסתכלת על כולם. בהתחלה היא לא שמה לב לפילומנה, מפטפטת על התוכניות שלה, אבל כשהיא רואה אותה, היא קמה ומתרחקת, פילומנה מתייחסת אליה בצורה פתאומית ומוציאה אותה החוצה. דומניקו נשבע שבזמן שהוא חי, רגליהם של בני פילומנה לא יהיו בביתו, אבל היא בטוחה שהוא עשה את זה לשווא, שכן היא יודעת שהיא לא תוכל לשמור את דברה; יום אחד, אם הוא לא רוצה למות ארור, הוא יצטרך לבקש ממנה נדבה. דומניקו לא מאמין לה ועדיין מאיים להתמודד איתה.
למחרת משתעל אלפרדו, שישב כל הלילה עם דון דומניקו על מצע האנדרטה של קרוציולו, ומבקש מהז'אנר לוסיה להביא לו קפה. בזמן שהוא ממתין, רוזליה עוזבת את חדרה של פילומנה. עליה, בשם פילגשתה, לשלוח שלושה מכתבים. אלפרדו מנסה לברר למי הם מופנים, אך רוזליה שומרת בקפדנות סוד סודי. דון דומניקו, שחזר מהרחוב, שותה בעצמו את קפה אלפרדו המיועד למורת רוחו הגדולה של משרתו. עד מהרה יוצאת פילומנה מחדר השינה ומצווה להכין שני חדרים לשני בניה הרווקים. נשוי להישאר לגור במקום בו חי קודם. לוסיה צריכה לעבור למטבח עם כל הדברים שלה.
בעוד הנשים עסוקות בהכנות, עורך הדין של דיאנה ונוצל נכנס לבית. הם רוצים לדבר עם דון דומניקו, ושלושתם פורשים למשרד הבעלים. בינתיים, אומברטו, אחד מבניו של פילומנה, נכנס לחדר האוכל וכותב משהו. ריקרדו שהופיע אחריו לא שם לב אליו ומיד מתחיל לפלרטט עם לוסיה. האחרון הוא מישל, הבן השלישי. ריקרדו מתנהג בצורה מתריסה למדי; אופן ההחזקה שלו מוביל לכך שמישל נאלצת להילחם איתו. אומברטו מנסה להפריד ביניהם. מאחורי הבלבול הזה פילומן גם תופס אותם. היא רוצה לדבר איתם ברצינות, אבל זה מפריע בגלל פלישתם של דומניקו, שבסתר דינא ועורך דין. עורך דינה של נוקלה מסביר לפילומנה כי המעשה שלה לא היה חוקי וכי אין לה שום זכויות לדון דומניקו. פילומנה מאמינה לדבריו של עורך דין, אך מתקשרת מהמרפסת של שלושה צעירים, מספרת להם על חייה ומודה שהיא אמם. שלושתם נרגשים מאוד. מישל שמחה שלילדיו הייתה סבתא, שהם שאלו עליה כל כך הרבה זמן. מכיוון שפילומן עומד לעזוב את ביתו של דון דומניקו, הוא מזמין אותה לעבור אליו. היא מסכימה, אך מבקשת מבניה לחכות לה למטה.
כשהיא נותרה לבדה עם דומניקו, היא מודיעה לו שאחד הצעירים האלה הוא בנו. לומר מה היא מסרבת. הוא לא מאמין לה, כשהוא משוכנע שאם היא אי פעם הייתה מצפה לילד ממנו, היא בהחלט הייתה משתמשת בזה כדי להינשא לו. פילומנה עונה שאילו היה יודע על הילד לכאורה, הוא היה גורם לו להרוג. עכשיו, אם בנו חי, אז זה רק הכשרון שלה. בסופו של דבר היא מזהירה את דומניקו שאם הילדים יגלו שהוא אביו של אחד מהם, היא תהרוג אותו. עשרה חודשים אחרי האירועים הקודמים, דון דומניקו שהצליח להתגרש מפילומנה, עכשיו באמת יתחתן איתה. במהלך תקופה זו הוא השתנה רבות. אין יותר אינטונציות או מחוות אימוניות. הוא נעשה רך, כמעט כנוע.
שלושה בנים פילומנה מופיעים בחדר, שהגיעו לחתונתה. בעוד אמם לא נמצאת, דומניקו מדבר איתם, מנסה לקבוע לפי התנהגותם והרגליהם מי מהם הוא בנו. עם זאת, קשה לו לבחור, מאחר שכולם, כמוהו, כמו בנות, אך אף אחת מהן לא יודעת לשיר, למרות שדומניקו עצמו, בילדותו, התכנס עם חברים, אהב לשיר, ואז סרנדות היו באופנה, פילומנה יצאה מחדרה ; היא בשמלת כלה, נחמדה מאוד ונראית צעירה יותר. דומניקו מבקש מהצעירים, יחד עם רוזליה, ללכת לחדר האוכל ולשתות, והוא חוזר עם הכלה בשיחה בנושא שכבר מזמן ייסר אותו: הוא מתעניין מי מבין השלושה הוא בנו. הוא מבקש ממנה "נדבה", אותה ניבא פילומן.
כל עשרת החודשים האלה הוא הגיע אליה, בבית למישלה, וניסה לדבר איתה, אבל הם כל הזמן אמרו לו שפילומנה לא הייתה בבית, עד שלבסוף הוא הגיע וביקש ממנה להתחתן איתו, כי הוא הבין שאוהב אותה ולא יכול לחיות בלעדיה. עכשיו, לפני החתונה, הוא רוצה לדעת את האמת. פילומנה מסדרת מבחן לדומניקו: בהתחלה היא מודה שבנו הוא מישלה, אינסטלטור. דומניקו מנסה מיד להמציא משהו שיכול לשפר את חיי בנו. ואז היא מבטיחה לו שבנו הוא ריקרדו, ואז מודה שהוא אומברטו, אבל לא אומר את האמת. היא הוכיחה לו שאם דומניקו יגלה מיהו בנו האמיתי, היא תבדיל אותו ותאהב אותו יותר, והשאר יסבלו או אפילו יהרגו אחד את השני. משפחתם זכתה למלאות מאוחר מדי, ועכשיו יש להעריך אותה ולהוקיר אותה. דומניקו מסכים עם פילומנה ומודה שילדים הם ילדים, מי שלא יהיה, זהו אושר גדול; תן הכל להישאר זהה וכולם ילכו בדרך שלהם. לאחר טקס הנישואין, דומניקו מבטיח לצעירים שהוא יאהב אותם באותה מידה, והוא מאיר מאושר כששלושתם, להיפרד, קוראים לו אבא.