I NÄYTÖS
Korpraali Moralès ja sotilaat kuluttavat aikaa katsellen ohikulkijoita, joiden joukossa on Micaëla, maalaistyttö Navarrasta. Micaëla kysyy Moralèsilta, tunteeko tämä Don Josén. Hän saa tietää, että Don José on toisen komppanian korpraali, mutta tulee pian paikalle uuden vartiojoukon mukana. Miehet kutsuvat Micaëlan sisälle vartiokoppiin, mutta tyttö onnistuu väistämään kutsun ja pakenemaan. Trumpetin soitto kertoo vartion saapumisesta. Samalla tulee joukko katupoikia, jotka matkivat miesten vartionvaihtoa. Moralès kertoo Josélle, että muuan tyttö kävi kysymässä häntä. Zuniga, uuden vartion luutnantti, kysyy korpraali Josélta tupakkatehtaasta. Zuniga on muukalainen Sevillassa ja vaistoaa, että ikävyyksiä on tulossa.
Tehtaan kello soi, ja Sevillan miehet kerääntyvät naistyöntekijöiden ympärille näiden lähtiessä tehtaasta lounastunnille. Mustalaistyttö Carmen kertoo miehille, että rakkaus ei tottele mitään tunnettuja lakeja (“L’amour est un oiseau rebelle”). Yksi mies – Don José – ei kuitenkaan kiinnitä häneen mitään huomiota. Carmen heittää kukan häntä kohti. Naiset palaavat tehtaaseen ja joukko hajaantuu.
Micaëla palaa ja tuo uutisia Josén äidiltä. Äiti on lähettänyt Micaëlan, joka asuu hänen kanssaan, tuomaan pojalleen kirjeen (“Parle-moi de ma mere”). José tuntee, että hänen äitinsä suojelee häntä kaukaa. Kun hän alkaa lukea kirjettä, Micaëla pakenee hämmentyneenä, sillä äiti ehdottaa kirjeessään, että José ottaisi Micaëlan vaimokseen. Juuri kun José päättää totella, tehtaassa syttyy tappelu.
Naiset ryntäävät ulos, kukin kertoen eri versiota tapahtuneesta, mutta varmaa on se, että Carmen on riidellyt ja haavoittanut toista tyttöä. Carmen, joka tulee Josén saattamana, kieltäytyy vastaamaasta Zunigan kysymyksiin. José määrätään sitomaan hänet ja viemään hänet vankilaan. Carmen houkuttelee häntä tanssimaan majataloon Sevillan ulkopuolelle (“Près des remparts de Séville”). José suostuu auttamaan häntä pakenemaan. Hän avaa köyden ja Carmen livahtaa karkuun. Don José pidätetään.
II NÄYTÖS
Carmen ja hänen ystävänsä Frasquita ja Mercédès viihdyttävät Zunigaa ja muita upseereja (“Les tringles des sistres tintaient”). Zuniga kertoo Carmenille, että José on päässyt pois vankilasta. Härkätaistelija Escamillon kunniaksi järjestetyn soihtukulkueen äänet kuuluvat kauempaa, ja upseerit kutsuvat Escamilloin sisään. Hän kuvailee ammattinsa vaaroja ja niitä lemmekkäitä palkkioita, jotka odottavat menestyksekästä härkätaistelijaa (“Votre toast”). Escamillo kosiskelee Carmenia, mutta tämä vihjaa olevansa varattu. Escamillo sanoo odottavansa. Carmen kieltäytyy lähtemästä Zunigan kanssa, joka sanoo palaavansa myöhemmin.
Seurueen lähdettyä salakuljettajat Dancaïro ja Remendado saapuvat. He tarvitsevat salakuljetuspuuhiinsa naisten apua (“Nous avons en tête une affaire”). Frasquita ja Mercédès suostuvat auttamaan, mutta Carmen ei tahdo lähteä Sevillasta: hän on rakastunut. Ystävät ovat hämmästyneitä. Josén laulu kuuluu kaukaa (“Dragon d’Alcala”). Salakuljettajat lähtevät. Carmen kertoo Josélle tanssineensa tämän upseereille. José tulee mustasukkaiseksi, ja Carmen suostuu tanssimaan yksin hänelle (“Je vais danser en votre honneur”). Kuuluu torvien iltasoitto, ja José ilmoittaa,
että hänen on palattava kasarmille. Carmen pilkkaa häntä, mutta José vastaa näyttämällä kukan, jonka Carmen oli heittänyt hänelle. Hän kertoo, kuinka sen tuoksu piti yllä hänen rakkauttaan pitkien viikkojen aikana vankilassa (“La fl eur que tu m’avais jetée”). Carmen vastaa kuitenkin, ettei José rakasta häntä; jos hän rakastaisi, hän jättäisi armeijan ja lähtisi hänen mukaansa viettämään vapaata elämää vuorille. Kun José lopulta kieltäytyy, Carmen hylkää hänet halveksuen. Zuniga tulee yllättäen juuri, kun José on lähdössä. Mustasukkaisen raivon vallassa José käy hänen kimppuunsa. Salakuljettajat tulevat. He erottavat miehet toisistaan ja pidättävät Zunigan (“Bel offi cier”). Josén on nyt lähdettävä salakuljettajien matkaan.
III NÄYTÖS
Salakuljettajat tulevat ja pysähtyvät hetkeksi lepäämään, kun Dancaïro ja Remendado lähtevät tutkimaan, onko reitti selvä. Carmen ja José riitelevät, ja José katsoo katuvasti alas laaksoon, jossa hänen äitinsä asuu. Carmen neuvoo häntä lähtemään mukaansa. Naiset ennustavat korteista: Frasquita ja Mercédès näkevät rikkaita kosijoita, mutta Carmenin kortit ennustavat kuolemaa hänelle itselleen ja Josélle. Hän hyväksyy ennustuksen (“En vain pour éviter les réponses amères”). Remendado ja Dancaïro palaavat ilmoittamaan, että tullimiehet vartioivat solaa: Carmen, Frasquita ja Mercédès tietävät, kuinka heitä pitää käsitellä (“Quant au douanier”). Kaikki lähtevät. Micaëla tulee vuoristolaisen opastamana. Hän pelkää kohdata naisen, joka on tehnyt hänen rakastamastaan miehestä rikollisen (“Je dis que rien ne m’épouvante”). Hän pakenee kuullessaan laukauksen. José ampuu kohti tunkeilijaa, joka osoittautuu Escamilloksi, joka on viemässä härkiä Sevillaan (“Je suis Escamillo”). Kun hän viittaa puheessaan sotilaaseen, jota Carmen aiemmin rakasti, José paljastaa itsensä. Syntyy tappelu. Carmen ja salakuljettajat tulevat ja erottavat heidät. Escamillo kutsuu kaikki, etenkin Carmenin, vieraakseen seuraavaan härkätaisteluun Sevillassa. José on raivoissaan. Micaëla löydetään piilostaan, ja hän anelee Joséta lähtemään mukaansa tämän äidin luo, mutta José kieltäytyy kiivaasti (“Dût-il m’en couter la vie”). Micaëla kertoo sitten, että äiti on kuolemaisillaan. José lupaa Carmenille, että he tapaavat vielä. José ja Micaëla lähtevät, ja Escamillon laulu kuuluu kauempaa.
IV NÄYTÖS
Ihmisjoukko hurraa härkätaistelijoille. Yleisön joukossa ovat Frasquita ja Mercedes. Carmen saapuu Escamillon käsipuolessa (“Si tu m’aimes”). Frasquita ja Mercédès varoittavat Carmenia ja kertovat, että José on nähty yleisön joukossa. Carmen sanoo, ettei hän pelkää. José tulee esiin. Hän pyytää Carmenia unohtamaan menneet ja aloittamaan uuden elämän hänen kanssaan. Carmen sanoo hänelle viileästi, että kaikki heidän välillään on ohi. Carmen ei aio antaa periksi: hän oli syntynyt vapaana ja vapaana hän kuolee. Kun ihmisjoukko hurraa Escamillolle, José yrittää estää Carmenia liittymästä uuden rakastajansa seuraan. Carmen hermostuu lopulta ja viskaa Josélta saamansa sormuksen tämän jalkoihin. José iskee häntä veitsellä ja tunnustaa murhanneensa naisen, jota rakasti.