Действие I
Лес в Фонтенбло
Во время охоты в лесу Фонтенбло встречаются Дон Карлос и французская принцесса Елизавета Валуа. Они помолвлены, но еще не видели друг друга. Елизавета предназначена в жены Дон Карлосу его отцом, который хочет таким способом утвердить долгожданный мир Испании с Францией.
Во время встречи между молодыми людьми вспыхивает любовь, но их радость оказывается недолгой. Вскоре появляется посол Испании, граф ди Лерма, объявляющий неожиданную и страшную для влюбленных новость – Филипп II разорвал помолвку Карлоса и Елизаветы и сам женится на ней. Осознавая, что от ее решения зависит мир между двумя государствами, Елизавета соглашается.
Действие II
Картина 1
Галерея монастыря Сан-Джусто
Монахи молятся у гробницы императора Карла V – деда Дон Карлоса. Дон Карлос потрясен сходством одного из монахов с Карлом V. Появляется лучший друг Карлоса – Родриго, маркиз ди Поза, вернувшийся из Фландрии, – и в мрачных тонах рассказывает об угнетении фламандцев. Услышав о любви друга к Елизавете, он призывает Карлоса отправиться во Фландрию и стать наместником, чтобы облегчить страдания угнетенного фламандского народа и излечиться от преступной страсти. Они повторяют клятву дружбы и дают обет бороться за свободу.
Картина 2
Сад у ворот монастыря Сан-Джусто
Тебальдо, Эболи и придворные фрейлины занимают себя пением, укрывшись от зноя. К ним присоединяется и королева. Появившийся маркиз ди Поза передает ей два письма: одно от отца, а второе от Карлоса. Пока Елизавета читает, Родриго отвлекает Эболи галантными беседами. Он просит королеву встретиться с инфантом, к которому в последнее время король неласков. Эболи думает, что Карлос влюблен в нее. Появляется Карлос. Елизавета отпускает свиту. Пытаясь не проявлять чувств, она обещает, что уговорит короля отправить сына во Фландрию. Но Карлос, не сумев сдержаться, пылко объясняется ей в любви. После ухода Дон Карлоса входит король Филипп. Найдя королеву в одиночестве, что недопустимо по придворному этикету, разгневанный Филипп изгоняет во Францию придворную даму графиню Аремберг. Елизавета грустно прощается с ней. Вызванный королем маркиз ди Поза рассказывает ему о бедственном положении Фландрии и умоляет дать ей свободу. Филиппа удивляет прямота и честность Родриго. Он советует ему остерегаться Великого Инквизитора и, поделившись подозрениями по поводу Карлоса и Елизаветы, просит маркиза следить за ними.
Действие III
Картина 1
Роща в садах королевы
В полночь Дон Карлос, получив записку от незнакомки и думая, что это королева, в волнении бродит по саду. Появляется незнакомка в наряде королевы. Юноша начинает пылко объясняться ей в любви, но в растерянности замолкает, узнав под маской Эболи. Когда Эболи понимает, что признания предназначались вовсе не ей, она в гневе клянется отомстить обоим. Она грозит рассказать Филиппу о преступной любви инфанта к королеве. На помощь Карлосу приходит Родриго. Он угрожает Эболи смертью, но принцесса неумолима. Родриго просит Карлоса отдать все компрометирующие его документы.
Картина 2
Соборная площадь в Вальядолиде
На площади происходит сожжение фламандцев-протестантов, которые с точки зрения католической церкви являются еретиками. Толпа людей, собравшаяся посмотреть на сожжение, поет хвалебную песнь королю. Карлос приводит к Филиппу депутацию из Фландрии и Брабанта. Фламандцы умоляют Филиппа о милосердии, и к их мольбе присоединяются королева, маркиз ди Поза и народ. Однако Филипп, подстрекаемый монахами, упорствует. Карлос умоляет отца отправить его наместником во Фландрию, но Филипп презрительно отказывается. Тогда инфант обнажает шпагу и провозглашает себя спасителем несчастной Фландрии. Все возмущены. Поза разоружает Карлоса и в благодарность получает от Филиппа герцогский титул. Аутодафе продолжается; раздается голос с небес, утешающий осужденных.
Действие IV
Картина 1
Королевские покои в Вальядолиде
Филипп погружен в невеселые мысли о том, что Елизавета не любит его. Входит Великий Инквизитор. Он уверяет короля, что нет никаких препятствий к казни Карлоса, если это необходимо для спасения веры. Но Родриго, по его словам, еще опаснее инфанта, и если Филипп будет упорствовать в защите еретика, ему придется предстать перед Святой Церковью. В смятении вбегает Елизавета: у нее похитили шкатулку с драгоценностями. Вдруг она замечает ее на столе короля. Елизавета отказывается открыть шкатулку, и тогда Филипп взламывает замок и находит внутри портрет Карлоса. Он обвиняет королеву в измене, та падает без чувств. На зов короля вбегают Эболи и Родриго, который сразу уводит Филиппа. Оставшись наедине с королевой, Эболи признается в любви к Дону Карлосу и говорит, что это она украла шкатулку. Она молит о прощении. Королева велит ей покинуть двор, предлагая на выбор изгнание или монастырь. Эболи проклинает свою красоту; она клянется спасти Карлоса прежде чем удалится от мира.
Картина 2
Подземелье, где томится Карлос
Входит маркиз ди Поза. Он говорит, что взял на себя вину Карлоса и найденные у него тайные бумаги инфанта выдал за свои. Маркиз прощается с другом и вновь призывает его освободить Фландрию. У дверей темницы появляются двое мужчин и стреляют в Родриго. Умирая, тот говорит Карлосу, что завтра Елизавета будет в монастыре Сан-Джусто. Вошедший король объявляет Карлосу, что он признан невиновным, но сын отталкивает его. Слышится набат: началось народное восстание. Филиппу грозит опасность, но появившийся Великий Инквизитор с легкостью усмиряет толпу. Эболи помогает Карлосу сбежать.
Действие V
Монастырь Сан-Джусто
Елизавета понимает, что ее земные дни сочтены. Появляется Карлос. Он хочет попрощаться с возлюбленной. Елизавета благословляет его на битву за Фландрию, оба уповают на встречу за гробом. Появляются король, Великий Инквизитор и его свита. Карлоса отлучают от церкви. Пытаясь бежать, он отступает к гробнице Карла V, которая внезапно разверзается. Появляется монах, в котором все узнают покойного императора. Он уводит Карлоса в монастырь.