Face à la manufacture de tabac de Séville, la caserne des dragons d'Alcala, dont les sentinelles observent les passants; Micaela, une paysanne blonde, s'enquiert en vain de brigadier Don José; lorsque José prend sa faction, conduit par le lieutenant Zuniga, les cigarières sortent pour la pause; parmi elles, la gitane Carmencita, qui fredonne une habanera et apostrophe José, apparament insensible à son charme. Lorsque Micaela rejoint Don José, ce dernier révèle l'empreinte laissée en son âme par Carmen.
Arrêtée à la suite d'un rixe dans la fabrique, la gitane n'aura aucune difficulté à achever la séduction du brigadier, qui favorise son évasion et se laisse conduire en prison.
Dans la taverne de Lilas Pastia, Carmen entonne une chanson bohème en compagnie de Frasquita et Mercédès, autres complices de deux aimables contrebandiers, le Dancaire et le Remendado. Dans le quintett qui les réunit, Carmen reconnaît avoir aussi subi la fascination de l'amour de Don José. Une diversion est créée par la venue du bellâtre Escamillo, un torero en quête d'aventures. José et Carmen sont maintenant face à face; il se cabre à ses railleries, se livre, se reprend. A l'entrée de son lieutenant, Zuniga, venu relancer la belle, il dégaine. Son destin s'accomplira désormais, dans la montagne, avec les contrebandiers, mais auprès de Carmen.
Dans la montagne, où se trame le passage clandestin des marchandises; Carmen cherche à secouer le joug qui la lie à José, puis interroge les cartes: la mort pour tous deux. José demeure en sentinelle, mais c'est Micaela qui surgit à sa recherche. Escamillo paraît aussi, José lève sa navaja, mais le retour soudain de Carmen sauve le torero du coup fatal, alors que Micaela rappelle José au chevet de sa mère mourante. A l'issu d'une scène finale intense, José s'éloigne, alors que la voix d'Escamillo retentit au loin.
Devant les arènes de Séville, la foule s'agite. Escamillo paraît au bras de Carmen, mais leur duo d'amour sonne creux. José est là, qui épie; Carmen l'affrontera, seule, sans illusion sur l'issue de leur rencontre. Elle clame son désir de liberté, face à José tour à tour suppliant et menaçant. C'est la mort qu'elle affronte par sa fierté, et de fait José, enfin, la poignarde.
