Действие первое
Площадь в Севилье.На караульном посту Моралес и его солдаты обсуждают прохожих. Появляется Микаэла, разыскивающая сержанта Дона Хозе. Моралес объясняет девушке, что Хозе находится в другой бригаде, которая скоро заступит в караул. Микаэла решает не ждать и уходит. Офицер Цунига и сержант Дон Хозе приводят новую смену. Моралес сообщает Хозе, что Микаэла спрашивала его. Капитан Цунига, командир новой смены, интересуется у Хозе относительно работниц с фабрики, расположенной неподалеку, но тот говорит, что не обращает на них никакого внимания.
На фабрике наступает время перерыва, женщины выходят на улицу, курят, флиртуют с юношами, поджидающими их. В центре внимания Кармен. Она говорит о любви — «свободной птице», о том, что любовь неуловима, непостоянна, и что Кармен будет любить только того, кого выберет сама, даже если избранник не любит ее. Звонит колокол — перерыв окончен. Кармен хочет привлечь внимание Дона Хозе, она бросает ему цветок, и взволнованный Хозе тотчас прячет его.
Возвращается Микаэла с письмом к Хозе от его матери, в котором она прощает сыну прошлое, просит его вернуться и жениться на Микаэле.
Со стороны фабрики доносится шум, на площадь выбегают женщины, обвиняя Кармен в том, что она в ссоре схватилась за нож и ранила свою товарку.
Дон Хозе послан допросить Кармен, но она отказывается отвечать на вопросы. Цунига приказывает Хозе отвести виновницу в тюрьму. По пути Кармен очаровывает и уговаривает Хозе отпустить ее. Ей запрещено разговаривать, тогда она поет, ухитряясь назначить Хозе свидание в таверне Лильяса Пастья. Он соглашается освободить Кармен только в том случае, если она пообещает любить его. Получив обещание, Дон Хозе отпускает ее и сам попадает под арест.
Действие второе
Таверна Лильяса Пастья.Кармен, Фраскита и Мерседес развлекают цыган и солдат. Цунига сообщает Кармен, что Дон Хозе, разжалованный и заключенный в тюрьму на месяц из-за организации ее побега, только что освобожден.
Слышны ликования толпы, приветствующей победоносного тореро Эскамильо, который входит, сопровождаемый многочисленными поклонниками. Отвечая на тост Цуниги, Эскамильо пьет за здоровье капитана и воспевает радостное волнение, которое он испытывает, проводя бой. Кармен овладевает его вниманием, но сама не проявляет к нему никакого интереса. Толпа и солдаты расходятся.
Появляются контрабандисты Ремендадо и Данкайро, они собираются на дело и просят Кармен, Фраскиту и Мерседес помочь им с доставкой контрабанды. Кармен отказывается: она влюблена и ждет Дона Хозе. Контрабандисты насмешливо предлагают Кармен приобщить возлюбленного к их делу.
Приходит Дон Хозе, и Кармен танцует перед ним. Когда вдалеке раздается сигнал, призывая сержанта вернуться в казармы, он собирается уходить. Разъяренная Кармен обвиняет Хозе в том, что он не любит её. В ответ он говорит о своей любви, о том, как в тюрьме свято хранил цветок, что бросила ему Кармен при первой встрече. Если он действительно любит ее, говорит Кармен, то дезертирует и отправится с нею в горы. Неожиданно появляется Цунига и приказывает Хозе возвращаться в казармы. Цунига и Хозе вступают из-за Кармен в поединок. Вбежавшие контрабандисты разнимают их, связывают Цунигу, в конце концов Данкайро стреляет в него. Дон Хозе понимает, что теперь у него нет иного выбора, кроме как присоединиться к контрабандистам.
Действие третье
В горах.Изможденные контрабандисты пробираются с товаром. Они расположились на короткий привал. Здесь же Кармен и Хозе. Разрыв между ними неизбежен. Кармен чувствует, что Хозе убьет ее, если она решит его оставить.
Фраскита и Мерседес гадают на картах и нагадали себе благополучное будущее. Кармен тоже раскладывает карты. Однако сколько бы она не перетасовывала их, ей выпадает смерть.
Возвращаются Данкайро и Ремендадо. Цыганки уходят, получив задание отвлечь таможенников, перекрывших маршрут контрабандистов. Дон Хозе оставлен охранять товар.
Преодолевая страх, появляется Микаэла. Она ищет Хозе. Выстрел пугает ее, и она скрывается. Это Хозе стрелял в злоумышленника; им оказался Эскамильо. Тореро объясняет, что ищет Кармен, узнав, что она больше не любит своего солдата. Разгневанный Дон Хозе называет себя, и между соперниками завязывается схватка. Ее прерывает Кармен. Эскамильо благодарит Кармен, приглашает всех на предстоящий бой быков в Севилье и удаляется. Терзаемый ревностью, Хозе снова угрожает Кармен.
В своем укрытии обнаружена Микаэла. Она приехала просить Хозе вернуться к матери, которая желает его видеть. Кармен торопит Хозе — надо идти. Тогда Микаэла сообщает, что мать Хозе умирает и хочет простить его. Он соглашается сопровождать Микаэлу. Вдалеке слышен голос Эскамильо.
Действие четвертое
Площадь перед цирком в Севилье.Возле арены собралась толпа, чтобы наблюдать великолепную процессию перед боем быков. Появляется Эскамильо, к нему устремляется Кармен. Фраскита и Мерседес предупреждают Кармен, что Хозе следит за ней, укрываясь в толпе. И все же Кармен решает остаться и говорить с ним. Все уходят смотреть корриду. Появляется Хозе, он умоляет Кармен вернуться к нему. Кармен отвергает его, она больше не любит Хозе и умрет свободной. Слышно, как толпа приветствует Эскамильо. Восхищение Кармен выдает ее новую страсть; она вынуждена признать это.
Кармен бросает Хозе подаренное им кольцо и хочет уйти. Ослепленный страданием и унижением, он вонзает в нее нож. Толпа ликует по случаю победы тореадора.