Acte 2, Tableau 2 A la suite d'un court entr'acte (9a) consistant d'une reprise de la valse de Swanhilda, le rideau se lève sur l'atelier de Coppélius. Les jeunes filles entrent et regardent avec curiosité les poupées semblant vivantes (No. 9b, Scène). Swanhilda aperçoit une niche et, s'approchant prudemment, tire vivement le rideau qui cache Coppélia. Elle s'adresse à elle avec politesse, mais Coppélia demeure silencieuse. Elle la touche alors légèrement, mais la poupée demeure immobile. Avec joie, Swanhilda dit à ses compagnes que l'objet de l'engouement de Frantz n'est rien d'autre qu'une poupée - l'oeuvre ingénieuse du fabricant de jouets (No. 10, Scène). Les intruses découvrent le mécanisme qui fait marcher les poupées et, peu de temps après, l'atelier entier offre un spectacle étonnant - des automates de toutes sortes et de toutes dimensions se meuvent dans une série de mouvements bizarres (No. 11, Musique des Automates). La porte s'ouvre brusquement et Coppélius entre: stupéfait, il s'élance, arrête les poupées et chasse les jeunes filles hors de la pièce, toutes sauf Swanhilda qui se dissimule dans un coin de la niche. Coppélius, hors d'haleine après son effort, tire le rideau pour s'assurer que sa poupée préférée n'est pas endommagée. Satisfait, il referme le rideau (No. 11 bis, Scène). Une échelle apparaît au rebord de la fenêtre et, peu après, on voit la tête de Frantz. Il ouvre la fenêtre et entre dans la pièce, expliquant au fabricant de jouets furieux qu'il n'est venu que pour faire la cour à sa fille. Une idée vient soudainement à la tête du vieil homme et il offre du vin au jeune homme (No. 12, Scène). Furtivement, il fait tomber un somnifère dans le gobelet et bientôt Frantz tombe dans un profond sommeil. Swanhilda, qui a tout vu, met rapidement les vêtements de Coppélia, jetant la poupée dans un coin obscur et prend sa place sur la chaise. Retournant à la niche, Coppélius fait sortir sur la chaise roulante ce qu'il pense être sa bien-aimée Coppélia. En consultant à plusieurs reprises un gros volume de formules magiques, il commence son expérience de transposer une parcelle de la vie de Frantz à sa poupée (No. 13, Chanson à boire et Scène). Swanhilda décide de duper le vieil homme en faisant semblant de s'animer: petit à petit, ses mouvements deviennent moins saccadés et plus aisés et, pendant que Coppélius, ravi, redouble d'efforts, elle danse une courte valse (No. 14, Scène et Danse de la poupée). L'enthousiasme de Swanhilda lui fait saisir une épée et attaquer plusieurs poupées. A la consternation de Coppélius, elle pointe l'épée vers lui et, afin d'éviter un accident, le fabricant de jouets lui met une mantille dans la main dans l'espoir qu'elle dansera un boléro (No. 15, scène). A son grand soulagement, elle y consent (No. 16) et continue avec une Gigue animée (No. 17). Au loin, des trompettes annoncent l'aube du jour des festivités. Frantz se réveille lentement et Coppélius, s'emparant de Swanhilda, la remet dans la niche. Le vieil homme fait partir Frantz par le même chemin qu'il est venu et, à l'instant où l'échelle disparaît, Coppélius entend le déclic d'un automate. Une fois de plus, il tire le rideau et trouve Coppélia, cassée et inutile, étalée sur la chaise. A cet instant, Swanhilda sort en courant, remonte les mécanismes de poupées et sort en hâte de la pièce. Coppélius va à la fenêtre en chancelant et voit Frantz et Swanhilda s'éloigner bras dessus bras dessous. Se rendant compte qu'il a été dupé, il tombe évanoui. (No. 18, Finale).