Дія відбувається в Іспанії в 1568 р. на тринадцятому році царювання короля Філіпа II. Основу сюжету становить історія взаємин Філіпа II, його сина дона Карлоса, спадкоємця іспанського престолу, і дружини — королеви Єлизавети.
У Аранжусе, резиденції іспанського короля поблизу Мадрида, знаходиться весь іспанський двір. Тут і син короля — дон Карлос. Король холодний до нього, він зайнятий державними справами і своєю молодою дружиною, яка колись була нареченою дона Карлоса. До сина же Філіп II приставив своїх слуг, щоб вони шпигували за ним.
У Аранжус приїжджає з Фландрії маркіз Поза, друг дитинства принца, з яким у нього пов’язані приємні спогади. Інфант відкривається йому в злочинній любові до своєї мачухи, і маркіз влаштовує дону Карлосу побачення з Єлизаветою наодинці. У відповідь на палкі любовні визнання принца вона просить направити свою любов на нещасне іспанське королівство і передає йому кілька листів зі «сльозами Нідерландів».
Прочитавши ці листи, дон Карлос вирішує просити батька призначити його намісником у Нідерланди, замість передбачуваного на цю посаду жорстокого герцога Альби. Це схвалює намір і маркіз Поза.
Двір короля переїжджає в королівський палац у Мадриді. Насилу дон Карлос домагається аудієнції у Філіпа. Він просить послати його у Фландрію, де він обіцяє приборкати бунт у Брабанті. Король відмовляє, він вважає, що місце при дворі принца, у Фландрію ж відправиться герцог Альба.
Дон Карлос розчарований, в цей час паж королеви передає йому таємно любовну записку з проханням прийти на побачення на половину Єлизавети. Принц впевнений, що записка від королеви, він приходить у вказане місце і зустрічає там фрейліну Єлизавети, принцеса Еболі. Інфант в подиві. Еболі пояснюється йому в любові, вона шукає в нього захисту від посягань на власну невинність і в доказ дає принцу лист. Дон Карлос з працею починає розуміти свою трагічну помилку, принцеса ж, бачачи байдужість до неї, здогадується, що знаки уваги інфанта, які вона брала на свій рахунок, насправді ставилися до королеви. Еболі жене принца, але перед цим просить повернути їй ключ, який передав дону Карлосу паж, і любовний лист до неї короля, яке вона тільки що сама дала принцу. Дон Карлос вражений звісткою про ставлення Філіпа до принцеси Еболі, він іде, але лист забирає з собою.
Між тим при дворі короля у принца є вороги, яким не подобається неврівноважений характер спадкоємця престолу. Духівник короля Домінго і герцог Альба вважають, що такий монарх буде дуже незручний на іспанському троні. Єдиний засіб прибрати дона Карлоса — це змусити повірити короля в кохання королеви до сина, в цій справі, як повідомляє Домінго, у них є союзник — принцеса Еболі, в яку закоханий Філіп.
Дізнавшись про відмову короля послати у Фландрію принца, Поза засмучується. Дон Карлос показує другу лист короля до принцеси Еболі. Маркіз застерігає інфанта від інтриг ображеної принцеси, але в той же час соромить його за бажання скористатися викраденим листом. Поза розриває його і у відповідь на страждання нещасного інфанта обіцяє знову влаштувати його побачення з королевою.
Від герцога Альби, Домінго і принцеса Еболі Філіп II дізнається про «зраду» Єлизавети, він втрачає спокій і сон, йому скрізь ввижаються змови. У пошуках чесної людини, який допоміг би йому встановити істину, погляд короля зупиняється на маркізі Поза.
Розмова Філіпа з маркізом найбільше нагадує розмову сліпого з глухим. Поза вважає своїм обов’язком насамперед замовити слово за свою стражденну Фландрію, де душать свободу людей. Старий же монарх дбає лише про особисте благополуччя. Філіп просить маркіза «увійти в довіру до сина», «випробувати і серце королеви» і довести свою відданість престолу. йдучи, благородний гранд все ж сподівається, що йому вдасться домогтися свободи для своєї батьківщини.
В якості посланника Філіпа Поза отримує побачення наодинці з королевою. Він просить Єлизавету умовити дона Карлоса відправитися в Нідерланди без благословення короля. Він упевнений, що королівському синові вдасться зібрати під свої знамена «бунтівників», і тоді батько, побачивши усмиренную Фландрію, сам призначить нею намісником у цю провінцію. Королева співчуває патріотичним планами маркіза Пози і призначає дону Карлосу побачення.
Маркіз Поза передає королю особисті листи дона Карлоса. Серед них монарх за почерком дізнається записку принцеса Еболі, яка, бажаючи довести зраду Єлизавети чоловікові, зламала скриньку королеви і викрала листи дона Карлоса, написані Єлизаветі, як виявилося, ще до її заміжжя. Поза просить у короля папір з його підписом, яка дозволила б йому в крайньому випадку заарештувати неврівноваженого принца. Філіп дає такий документ.
При дворі поведінка маркіза Пози викликає здивування, яке досягає межі, коли гранд наказує заарештувати дона Карлоса на підставі листа короля. В цей час з’являється директор пошти дон Раймонд де Таксіс, він приносить лист Пози, яке адресоване принцу Оранскому, що знаходиться в Брюсселі. Воно повинно всім все роз’яснити.
Принцеса Еболі повідомляє Єлизаветі про арешт інфанта і, переймаючись муками совісті, зізнається у своєму злодійстві проти королеви, та наказує заслати її в монастир святої Марії.
Після побачення з королевою, на якому він просить Єлизавету нагадати принцу про їх юнацької клятві, маркіз Поза відправляється у в’язницю до свого друга дону Карлосу. Знаючи, що ця їхня остання зустріч, він розкриває інфанту свій план. Щоб врятувати Карлоса, він написав лист принцу Оранскому про своєї уявної любові до королеві і про те, що інфант дон Карлос був виданий їм Філіпу лише для відводу очей. Поза впевнений, що його лист потрапить в руки монарха. Принц вражений, він готовий бігти до батька-короля просити прощення для себе і маркіза, але пізно: лунає постріл, маркіз Поза падає і вмирає.
У в’язницю, щоб звільнити сина, приходить Филип з грандами. Але замість вдячного і покірного дона Карлоса він знаходить там вбитого горем людини, який звинувачує короля в смерті одного. Навколо в’язниці наростає шум, це в Мадриді починається заколот народу, який вимагає звільнення принца.
В цей час до рук шпигунам герцога Альби потрапляє монах-картезианец. При ньому були листи маркіза Пози у Фландрію, в яких йдеться про втечу наслідного принца в Нідерланди, де він очолить повстання за незалежність цієї країни. Листи герцог Альба негайно передає іспанському королю.
Король Філіп закликає до себе Великого інквізитора. Його мучить думка, що дітовбивство є тяжким гріхом, в той час як він вирішив позбутися від свого сина. Щоб заспокоїти свою совість, старий монарх хоче заручитися у своєму злочині підтримкою церкви. Великий інквізитор каже, що церква здатна пробачити сыноубийство і приводить аргумент: «В ім’я справедливості одвічної син божий був розіп’ятий*. Він готовий взяти на себе відповідальність за смерть інфанта, тільки б на троні не виявився поборник свободи.
Настає ніч, дон Карлос приходить на побачення з Єлизаветою. Він відправляється у Фландрію, повний рішучості в ім’я дружби зробити те, про що вони мріяли з маркізом. Королева благословляє його. З’являється король з Великим інквізитором. Королева падає в непритомність і вмирає, Філіп без тіні сумніву передає свого сина в руки Великого інквізитора.