第一幕 塞維利亞的一處廣場
莫拉萊斯與一群等著換哨的士兵們在塞維利亞廣場上閒聊。一位年輕的鄉下女孩米凱拉前來詢問他，是否認識一名下士名叫唐‧荷西。莫拉萊斯告訴米凱拉待會士兵換哨時，荷西就會到。米凱拉於是先行離去。在軍號聲與小孩的吵鬧聲下〈兒童合唱，交接的士兵們過來換哨。莫拉萊斯告訴荷西有一位年輕女孩來找他。當換哨結束後，中尉長官蘇尼加向荷西問起菸廠女工的事，荷西表示沒多大興趣，因為他已經有屬意的人了‧米凱拉。
此時，工廠內鐘聲響起，休息時間到了，女工們紛紛走出工廠，一群年輕人圍了過來等著看最漂亮的一位-卡門。但是荷西卻無動於衷。卡門決心要勾引他，唱出著名的哈巴奈拉舞曲〈愛情是一隻難以馴服的小鳥〉。鐘聲再度響起，女工們回到工廠內。荷西撿起剛剛卡門丟給他的胸花，閉著花香，他心裡泛起一陣漣漪。此時米凱拉前來，打斷他的思緒，米凱拉向他傳達他母親的訊息，並轉交他一封信。這讓他想起家鄉美好的回憶，他與米凱拉唱起二重唱〈告訴我母親的事〉。他打算按照他母親在信中所指示的內容，娶米凱拉為妻。
工廠內傳來巨大的吵鬧聲。兩位菸廠女工發生爭執，肇事者之一-卡門，疑似拿刀在對手的臉上創兩刀。面對中尉蘇尼加的質詢，卡門不但不回答，還以嘲諷的口氣l哼著〈達拉拉拉！即便把我切成兩半、焚燒我，我什麼也不會說〉。蘇尼加於是下令羈押卡門，由荷西負責看守她。卡門趁機在此時勾引荷西，唱出著名的謝吉地亞舞曲〈在塞維利亞城牆邊〉，央求荷西放了她，並保證會愛他。荷西被她的美貌與話語迷惑佳，便放了她。
第二幕 帕斯底亞的小酒館
卡門與兩位朋友弗拉斯姬塔與梅塞黛斯，在小酒館內表演吉普賽歌舞，蘇尼加與其他士官在場觀看。此時，鬥牛士埃斯卡米洛與一群朋友進來酒館，慶祝他的勝利，唱出〈鬥牛士之歌〉。當他看見卡門時，立刻被卡鬥吸引住。他企圖引誘卡門不成，便離開酒館，蘇尼加也跟著離去。酒館老闆匆匆打炸，因為走私販子雷門達多與當凱勒已經來了，打算請卡門、弗拉斯姬塔與梅塞黛斯幫忙一起走私生意。但卡門拒絕，因為她戀愛了，她等著荷西來找她。
因幫助卡門逃脫而坐牢的荷西，期滿出獄，前來小酒館找卡門。雷門達多與當凱勒希望卡門能說服荷西加入他們的走私行動。熱戀中的卡門在荷西面前跳舞。當歸營號角聲響起時，荷西向卡門表明必須離去，卡門非常生氣，指責他不夠愛她，但荷西否認她的指控，唱出動人的詠嘆調 ( 你丟給我的花〉來表示他對她的愛。但卡門還是不信，她對他說如果愛她，他就會跟隨她到天涯海角。此時，蘇尼加敲門進來，發現卡門與他的下士在一起，嘲弄卡門，因為他也愛慕著卡門。正當蘇尼加與荷西僵持不同時，當凱勒與雷門達多出現，制止了蘇尼加，並把他關起來，而荷西則被迫放棄軍職，加入這群走私盜匪幫。
第三幕 荒山野外
在一處荒山野地，這群吉普賽走私販拖著他們的貨，躲躲藏藏。荷西跟著他們一起走私。在當凱勒與雷門達多前去勘查路線時，荷西央求卡門原諒他，但卡門表示她已不像從前那樣愛他，願無拘無束做她想要做的事。而多弗拉斯姬塔與梅塞黛斯則玩起紙牌算命。弗拉斯細塔從紙牌上得知將會獲得財富，而梅塞黛斯則將會獲得愛情。卡門加入她們一起算紙牌，結果紙牌預言死亡。當凱勒與雷門達多回來，表示前方路上有關務人員看守著山隘，希望卡門、弗拉斯姬塔與梅塞黛斯應付這些關務人員，她們表示同意，唱起重唱曲〈至於關務人員，就交給我們吧〉後便一同出發。
米凱拉跟著帶路人來到吉普賽人的巢穴，希望找到荷西，帶他回去見他母親。她唱起 ( 我說我無所畏懼〉表達她此刻的心情。荷西在眾人離開後，負責看管貨物，此時埃斯卡米洛出現，向荷西表明來意，因為愛慕卡門，想見她一面。荷西遇見情敵，醋勁大發，兩人遂發生打鬥，後因眾人回來拉開他們，才平息了這場紛爭。埃斯卡米洛在離去之前，邀請眾人前去塞維利亞的鬥牛場觀賞他的比賽。此時躲在一旁的米凱拉被雷門達多發現，被帶出來，她告訴荷西他母親快要過世了，希望他能回去見她最後一面。荷西同意，並向卡門撂下一句狠話：我們後會有期，結束了第三幕。
第四幕 塞維利亞的鬥牛場外
在鬥牛場外，人們等著觀看鬥牛士們的遊行。群眾的歡呼聲震耳欲聾，進行曲與兒童合唱〈他們來了，他們來了〉響徹雲霄。在遊行隊伍最後，是埃斯卡米洛出場，旁邊伴隨著妖嬌美麗的卡門。弗拉斯姬塔與梅鑫黛斯警告卡門要小心，因為她們在人群裡看到荷西。卡門表示她無所畏懼。當所有人進去鬥牛場準備觀看門牛賽時，場外只乘1 ) 卡門與荷西兩人。在二重唱與合唱終曲裡，荷西再一次哀求卡門回到他身邊，表示願意跟她遠走高飛，重頭來過；但是卡門不願意，宣稱她此刻愛的人是埃斯卡米洛，並拿下手上荷西送給她的戒指，丟還給荷西。荷西氣憤難堪，一刀刺向卡門，卡門應聲倒下死亡。此時鬥牛場內歡聲雷動，歡呼埃斯卡米洛的勝利。場內與場外形成諷刺性的強烈對比。