Na rušném náměstí v Seville mezi tabákovou továrnou a hlavní strážnicí se hemží množství lidí. Venkovská dívka Micaela hledá mezi vojáky svého krajana Dona Josého. Dovídá se, že nastoupí službu až s další směnou a nechává mu vzkaz, že se ještě vrátí. Z tabákové továrny vycházejí o přestávce dělnice, mezi nimi i krásná cikánka Carmen obdivovaná všemi muži. Protentokrát se stane terčem jejího popěvku o lásce sám José, který  si jí nevšímá a tím ji vyprovokuje k vyzývavému flirtování. Květ, který mu při odchodu Carmen se smíchem hodí, ho vyvede z klidu. V tom opět přichází Micaela, která mu přináší pozdrav od jeho matky. Matka ho v dopise zároveň žádá, aby se po skončení vojenské služby vrátil domů a oženil se právě s Micaelou. V továrně vypukne rvačka a José je pověřen vyšetřit její příčinu. Přivádí Carmen, která napadla jednu z dělnic, Manuelitu. Don José má Carmen odvést do vězení, ale propadne jejímu kouzlu a nechá ji utéct.

V hospodě Lillas Pastia obveseluje Carmen s jinými cikánkami společnost důstojníků a jiných hostů. Během zábavy se dozvídá, že Don José byl za svůj prohřešek degradován a uvězněn. Jeho trest právě vypršel. Nálada v hospodě se zvedne příchodem slavného toreadora Escamilla, který chce zapít svůj triumf v aréně. Děvčata usilují získat jeho přízeň, ale on má oči jen pro Carmen. Když hosté odejdou, hospoda se promění v doupě pašeráků. Pašeráci přemlouvají cikánky, aby šly s nimi a pomohly jim obelstít celníky. Carmen návrh odmítá, protože prý vzplanula láskou. Její vyvolený opravdu přichází. Je to José. Carmen ho vášnivě přivítá, tančí a chce získat jeho lásku. Zmámený José jejímu kouzlu podléhá, ale když z kasáren slyší troubit večerku, chce odejít. Uražená Carmen se mu vysmívá a posílá ho pryč. Poručík Zuniga přichází za Carmen, mezi oběma muži se strhne rvačka, pašeráci však zasáhnou. Poté, co napadl svého nadřízeného, se už José do kasáren vrátit nemůže a je nucen přijmout úděl zběha. Z lásky ke Carmen se stane pašerákem.

Pašeráci se na své cestě zastaví k odpočinku. Don José se mezi nimi cítí být cizincem, vzpomíná na svoji matku. Láska Carmen k němu dávno vyprchala, ale José se své vášně zbavit nedokáže a žárlí na Escamilla, kterého Carmen miluje a který přichází za pašeráky, aby Carmen pozval na corridu v Seville. Mezi Donem José a Escamillem dojde k souboji a Carmen už stojí na toreadorově straně. Don José se chce vrhnout i na Carmen, ale jeho útok zastaví Micaela, která se za Josém vydala, aby ho odvedla k jeho umírající matce. José s ní odchází, ale vyhrožuje Carmen smrtí, jestli ho zradí.

Před arénou v Seville lid zdraví statečné toreadory, zvláště Escamilla, který přichází v doprovodu Carmen. Corrida začíná. Carmen nedbá varování svých přátel, že Don José je nablízku. Naopak na svého bývalého milence čeká, aby s ním svůj vztah definitivně skončila. Z Dona José už je jen lidská troska, prosí Carmen a zapřísahá ji svojí láskou. Ale Carmen ho pyšně odmítá, její láska k němu je už dávno pryč. Na důkaz svých slov hodí Josému k nohám prsten, který jí kdysi daroval, a chce odejít do arény. Zoufalý a zničený José ji zabije.