第二幕
弗侯洛和甘果瓦討論著在佛羅倫薩發生的種種事件與科技發現，比如約翰內斯•古騰堡（Johannes Gutenberg）的活字印刷術和馬丁•路德（Martin Luther）的教義。這些發明發現對世界作出了永久性的改變("Florence")。甘果瓦發覺教堂如此寂靜，福羅諾告訴他加西莫多已經三天沒有敲鐘了。
在高處的鐘塔里，加西莫多敘述了教堂的鐘是他僅有的朋友和愛人("Les Cloches")，特別是那三位瑪麗：為嬰孩的葬禮而敲響的小瑪麗、為水手的出行而敲響的中瑪麗和為新人的婚禮敲響的大瑪麗。他最大的希冀是她們某天為艾絲美拉達敲響，讓她聽見他的滿腔愛意。
弗侯洛詢問甘果瓦他的“妻子”此刻身在何處("Ou Est Elle?")，甘果瓦表示不知情並且拐彎抹角地回答他。然而，甘果瓦透露給一直在尋找艾絲美拉達的克羅賓一些信息，說她被關在監獄裡，如果克羅賓不去救她，她將會被絞死。
在監獄中，艾絲美拉達將自己比作籠中之鳥，呼喊著乞求加西莫多的營救。此時此刻的聖母院中，加西莫多正在冥思苦想三天前艾絲美拉達的失踪，擔心著她的安危("Les Oiseaux Qu'on Met En Cage")。
克羅賓和一幫流浪漢被捕入獄("Condamnes")，而艾絲美拉達正在因為企圖謀殺和施巫術的罪名經受嚴刑逼供，主持這審訊的正是福羅諾("Le Procès/La Torture")。她因拒絕承認這莫須有的罪名而遭受了鉗腳的酷刑折磨，最終她哭喊著認罪了。弗侯洛宣布判她絞刑，但是艾絲美拉達仍舊表白她對菲比斯的愛。弗侯洛孤身被這無回報的激情折磨著，感到情感的痛苦("Être Prêtre Et Aimer Une Femme")。
在別處，菲比斯傷後痊癒，面對著小百合。小百合告訴他，如果他處死艾絲美拉達，他將仍擁有她全身心的愛("La Monture")。菲比斯同意了("Je Reviens Vers Toi")，聲稱他被艾絲美拉達的巫術蠱惑。
在處死刑的當天清晨五點，弗侯洛來到了艾絲美拉達的囚室，承認出於對她的愛而用刀捅了菲比斯("Un Matin Tu Dansais")。他提供了兩條路：在絞架上死去或是給他愛而活著。當艾絲美拉達拒絕了他的求愛時，他開始圖謀不軌，但此時悄悄跟隨的加西莫多釋放了克羅賓和其他囚犯。克羅賓襲擊了福羅諾，將他打得昏死過去，隨後放走了艾絲美拉達。他們從監獄沖向聖母院，乞求庇護("Liberes")。
甘果瓦對著一輪明月歌唱("Lune")，描繪著加西莫多因為對艾絲美拉達的愛而遭受的痛苦和掙扎。
加西莫多將沉睡著的艾絲美拉達安置在聖母院安全的地方("Je Te Laisse Un Sifflet")，但是悲痛而又苦澀地深思著：儘管他永遠把她放在心尖，他的醜陋卻必然使她永遠不會愛他("Dieu Que Le Monde Est Injuste")。孑然一身的艾絲美拉達期望她會為了她愛的那個男人而活下去，她開始歌唱：儘管她將死去，愛卻有著改變世界的力量("Vivre")。
克羅賓一行人佔領了聖母院，弗侯洛命令菲比斯和他的手下打破庇護所，襲擊教堂以驅使他們出來("L'Attaque de Notre Dame")。克羅賓他們勇敢地抵抗，但是依舊不敵身披鎧甲的士兵。在第一次攻擊中，克羅賓身受重傷。瀕死的他乞求艾絲美拉達代替他的首領之位。最後一戰中，艾絲美拉達一行人面對著菲比斯和他的手下士兵，但是結果早已成定局——艾絲美拉達被抓，流浪漢們被擊潰。菲比斯冷血地將艾絲美拉達送上絞架，將流浪漢驅逐出巴黎("Déportés")，並與小百合一同離去。
襲擊聖母院
這段開始交代結局了，布景上出現的紅色叉叉預告著此人將死的訊息。
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L’Attaque de Notre-Dame
正在聖母院內四處尋找艾絲美拉達的加西莫多看見了站在塔樓頂的弗侯洛，乞求他幫助艾絲美拉達("Mon Maitre, Mon Sauveur")。福羅諾早已陷入癲狂，讓他看到被絞死的艾絲美拉達。更讓加西莫多驚駭的是福羅諾表明自己對此事負責。暴怒的加西莫多抓住正在狂笑的弗侯洛，將他猛地一把擲下塔樓的台階。福羅諾因此摔死。劊子手們將艾絲美拉達的屍體從絞架上取下之時，加西莫多出現，要求他們將這屍體留給他。將他們都趕走之後，他跪在艾絲美拉達的身旁為她哀悼，發誓將永遠和她在一起，即使死亡也不能將他們分離("Danse, Mon Esmeralda")。
在帷幕落下之後，甘果瓦帶領著全體人員重新唱響“大教堂時代”("Le Temps des Cathedrales")。
