Les principaux personnages de l'opéra sont représentés par un leitmotiv* :

 

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Madame Butterfly (Cio-Cio-San) : soprano*

Leitmotiv : ici au violon solo

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Pinkerton, lieutenant de la marine des Etats-Unis : ténor*

Leitmotiv : sujet de la fugue *

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Sharpless, consul des Etats-Unis à Nagasaki : baryton

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Suzuki, servante de Cio-Cio-San : mezzo-soprano

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Goro, l'entremetteur : ténor

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Yamadori, riche prince japonais : ténor

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Le Bonze, oncle de Cio-Cio-San : basse

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Kate, épouse américaine de Pinkerton : mezzo-soprano

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Yakusidé, oncle ivrogne de Cio-Cio-San : basse

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le Commissaire impérial : basse

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l'Officier d'état civil : basse

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la Mère de Cio-Cio-San : mezzo-soprano

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la Tante de Cio-Cio-San : soprano

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la Cousine de Cio-Cio-San : soprano

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Douleur, l'enfant de Butterfly et Pinkerton : rôle muet

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