Siegmund, pourchassé, se réfugie dans la demeure de Hunding, où Sieglinde le réconforte. Ils sont attirés l'un vers l'autre sans se reconnaître. Hunding identifie en Sigmund un ennemi de son clan et le provoque en combat singulier pour le lendemain. Dans une méditatio nocturne, Siegmund se rappelle que son père lui avait promis un glaive pour l'heure du danger. Sieglinde le rejoint, et lui montre enfoncée dans le tronc d'une frêne, une épée: aux noces de Sieglinde et Hunding, un mystérieux vieillard planta là cette arme, que nul à ce loure n'a pu arracher. Siegmund et Sieglinde se reconnaissent frère et soeur, et s'avouent une mutuelle passion incestueuse. Siegmund arrache l'épée, qu'il baptise Nothung et s'enfuit avec Sieglinde.
Dans l'enthousiasme, Wotan ordonne a sa Walkyrie préferée, Brünnhilde, de donner la victoire à Siegmund dans le combat qui va l'opposer à Hunding. Mais Fricka, gardienne des lois du mariage, ne saurait tolérer l'affront fait à ces lois par Siegmund et Sieglinde, et enjoint à Wotan d'aider Hunding a réparer l'outrage. Wotan cède et donne à Brünnhilde surprise et désespérée de nouveaux ordres.
Siegmund et Sieglinde ont fui. Durant le sommeil de Sieglinde, Brünnhilde apparaît à Siegmund. Face à la fierté de Siegmund, et touché par son amour pour Sieglinde, Brünnhilde décide de desobéir à son père. Quand Hunding attaque Siegmund, elle se tient au côté de ce dernier. Wotan intervient lui-même, brise Nothung avec sa lance, et Siegmund s'écroule mort. Brünnhilde ramasse les morceaux de l'épée et s'enfuit avec Sieglinde. D'un seul regard de mépris, Wotan tue Hunding.
Les Walkyries ramènent les corps des héros défunts. Brünnhilde survient, fuyant la terrible colère de Wotan. Elle tente de confier Sieglinde à ses soeurs, qui lui refusent leur aide par crainte de leur père. Brünnhilde fait fuir Sieglinde, qui porte en son sein un enfant de Siegmund, vers le refuge sûr d'une profonde forêt, celle où précisément vit Fafner. Puis elle affronte la fureur de son père, qui pour sa désobéissance la chasse de l'armée céleste et l'exclut du monde des immortels.
Après le départ des autres Walkyries, Brünnhilde calme Wotan et lui fait admettre qu'en protégeant Siegmund, elle n'a fait que ce que le dieu désirait profondément sans pouvoir l'accomplir lui-même. Réduite à la condition humaine, Brünnhilde ne sera cependant pas soumise au premier homme venu. Après lui avoir fait ses adieux, Wotan la place sur un rocher et, invoquant Loge, fait jaillir autour de sa fille endormie un brasier que seul un héros pourra franchir pour l'éveiller.
