1. NATHANAEL AN LOTHAR: N. berichtet, wie er durch das Erscheinens eines Wetterglashändlers namens Coppola an seine Kindheit erinnert wird. Zum einen an die Geschichte vom Sandmann, der kleinen Kindern die Augen stiehlt, zum anderen an das nächtliche Erscheinen des Advokaten Coppelius beim Vater zum Zwecke alchemistischer Experimente. Bei einer derselben kam der Vater ums Leben.
2. CLARA an NATHANAEL: Clara versucht Nathanael zu beruhigen, indem sie diese Erscheinungen und Ahnungen als "Phantome des eigenen Ich" erklärt.
3. NATHANAEL an LOTHAR: Er berichtet, dass Coppola aus der Stadt verschwunden sei. Gleich im Hause gegenüber habe sich ein Herr Spalanzani mit seiner Tochter OLIMPIA niedergelassen.

Hier nun endlich tritt der Erzähler auf und rechtfertigt seine Erzählweise:
Nichts sei wunderlicher und toller als das wirkliche Leben.
Es folgt eine Schilderung von Claras Charakter: "Nomen est omen".

Nathanaels Verdüsterung - denn der sich frei wähnende Mensch dient nur "dunklen Mächten zum grausamen Spiel". Zunehmende Entfremdung zwischen Nathanael ("Du...verdammtes Automat") und Clara (“mystische Schwärmerei”), und beinahe kommt es zum Duell zwischen Nathanael und Lothar, aber die Versöhnung durch Clara gelingt im letzten Augenblick.
Wieder scheint alles gut und Nathanael kehrt in seine Stadt zurück.

III. KRISE:

Zuhause ist aber das Haus abgebrannt und N. muss ein neues Quartier nehmen. Im Haus gegenüber lebt Spalanzani mit seiner Tochter Olimpia, so dass N. sie nun täglich beobachtet.
Der Händler Coppola erscheint mit Brillen ("Augen") und Ferngläsern. Durch ein solches betrachtet belebt sich Olimpia in faszinierender Weise, so dass N. es kauft und damit O. beobachtet.
Drei Tage später gibt Spalanzani einen Ball, worin er seine Tochter Olimpia der Öffentlichkeit präsentiert.
Die allgemeine Meinung über Olimpia ist hernach eher skeptisch, Nathanael jedoch hat sich unsterblich in sie verliebt und verbringt nun täglich ein paar schmachtende Stunden bei ihr. Dann aber erlebt er zufällig, wie Spalanzani und Coppola sich um die leblose Puppe Olimpia streiten. Coppola erobert sie und eilt mit ihr davon. In einem Anfall von Wahnsinn würgt daraufhin Nathanael den Professor Spalanzani, wird überwältigt und ins Tollhaus gebracht.

IV. Entspannung durch ironische Distanz:

Dies erregt natürlich peinliches Aufsehen in der Stadt. Nicht wenige haben sich durch die Puppe täuschen lassen und auf Teegesellschaften und Bällen ist man nun sehr auf kleine menschliche Unregelmäßigkeiten und Fehler bedacht, um nicht in falschen Verdacht zu geraten.

V. KATASTROPHE:

Nathanael scheint genesen. Als er zum Abschied mit Clara noch einmal einen Aussichtsturm besteigt, erblickt er durch Coppolas Glas den Coppelius unten am Fuß des Turmes, N. wird wieder vom Wahnsin gepackt, versucht Clara vom Turm zu werfen, der herbeigeeilte Lothar kann das verhindern, da stürzt sich Nathanael selbst hinab. Coppelius aber verschwindet in der Menge.