
Egy meleg nyári délelőttön a dohánygyári Micaela Don José tizedest keresi a laktanyánál, de csak Morales századost találja ott. Ő azonnal udvarolni kezd neki, de a lány ezt nem fogadja.
A katonáknál őrségváltás van, Don José és Zuniga vezetik a katonákat, utánuk gyereksereg jön katonásdit játszva. Zuniga jön megnézni a dohánygyári szép lányokat, sokat hallott róluk. Érkeznek még gavallérok (egy férficsoport) lánynézőbe, ők főleg Carmenre, a csábos cigánylányra várnak. Délben a lányok kiáramolnak a gyárból és Carmen a páros ütemű spanyol táncot, a Habanérát énekelve jelenik meg. Carmen Don Joséval (is) boszorkányosan kacérkodik, ő végülis felveszi a neki dobott virágot és kitűzi a kabátjára.
Micaela újra megjön és egy levelet hoz Don Josénak, ami arról szól, hogy az édesanyja beteg, ezért hazavárja. (Micaela a tisztaság és jóság megtestesítője a darabban.) Don José már Carmenre vetett szemet.
A következő jelenetben összeverekedik két munkáslány, az egyikük Carmen. Zuniga érkezik és kéri Don Josét, hogy vigye a megvadult cigánylányt börtönbe. Don José megkötözi, de a lány addig énekel és dörgölődzik, míg Don José elengedi, ezért majd ő megy börtönbe.
Lillas Pastia kocsmájában Mercedes és Carmen fokozódó táncot lejtenek és énekelnek, amikor ritka vendég érkezik, Escamillo a bikaviador, és elénekli a Torreádor-dalt.
Zuniga hadnagy a kocsmában van és közli Carmennel, hogy Don José este szabadul. Pasia a távozó vendégek után bezárja az ajtókat és a Csempész-kvintett mellett előkerülnek a pincéből a csempészek. (Carmen a kocsmában marad.) José közeledik és a csempészek beengedik. Carmen csábítja Don Josét, de amikor Don José közeledni próbál, kineveti. Ekkor énekli Don José a Virág-áriát. Ekor megérkezik Zuniga, aki szintén magának akarja Carment, és meglátja Don Josét, aki nem ment vissza a kaszárnyába, hanem ismét parancsot szegett. Nem is maradt más választása Don Josénak, mint a szabad élet, beáll a csempészek közé. A csempészek tanyáján a lányok a Kártya-ária éneklése mellett vetnek kártyát, ám Carmennek mindig a halált jósolják a lapok.
A Don Josét kereső Micaela és a bátor torreádor, Escamillo összefutnak a sötét éjszakában. Don José össze is verekedik Escamilloval, de Carmen közbelép. Don José elmegy a haldokló mamájához Micaelával.
A következő jelenet már a kavargó tömeg, amelyik a bikaviadalt szeretné megnézni (egyes előadásokon itt két szép balettbetét is van). Érkeznek a lándzsás pikádorok és Escamillo a saját belépőjével. Carmennel érkezik, aki egyedül marad, amikor Escamillo a viadalra megy. Don José Carmenhez lép és újra szerelmet vall neki, de a lány elutasítja. Erre Don José kést ránt és leszúrja a lányt. Miközben az élettelenül elhullt testet öleli Don José, az arénából Escamillo győzelmének ünneplése hallatszik.