На площади ожидается казнь еретиков. К Филиппу подходит делегация из Фландрии, прося спасти родину от поругания. Король отказывается говорить с бунтовщиками, только Дон Карлос умоляет отца разрешить ему поехать во Фландрию, чтобы спасти истерзанную страну. Король в гневе. Дон Карлос в порыве клянётся, что Фландрия будет свободна. Король приказывает арестовать его, но никто не решается на это, кроме Родриго. Дон Карлос потрясён изменой друга.
Действие четвертое. Филипп в своём кабинете. Его обуревают тягостные думы о королеве и сыне. Появляется Великий инквизитор. Он требует казнить непокорного сына, а заодно и Родриго, которому не доверяет. Король сначала сопротивляется, но затем уступает. Великий инквизитор удаляется. Появляется Елизавета, встревоженная исчезновением своего ларца. И тут
Филипп подаёт ей его. В ларце портрет Дона Карлоса. Но что тут плохого, ведь они были обручены? Но король в гневе оскорбляет супругу. Не в состоянии вынести оскорбления, та падает в обморок. Когда она приходит в себя, то видит Эболи, которая признаётся ей, что в порыве ненависти отдала ларец королю Филиппу.
В подземелье к Дону Карлосу пробирается Родриго. Он говорит, что всю вину взял на себя и тайные бумаги инфанта, найденные у него, выдал за свои. Внезапно слышится выстрел, и Родриго падает мёртвым от пули неизвестного, прокравшегося за ним в темницу, успев сообщить Дон Карлосу, что Елизавета будет ожидать его в монастыре. Появляется
Филипп и сообщает, что инфант признан невиновным и может быть свободным. Дон Карлос отшатывается от короля. На улице слышен гул набата, возвещающего о волнениях народа, требующего освобождения инфанта. Однако горожан, ворвавшихся во дворец с улицы, останавливает властный голос Великого инквизитора.
Действие пятое. Монастырь. Возле гробницы отца Филиппа Карла V молится Елизавета. Входит Дон Карлос, который собирается во Фландрию. Он помнит о долге и о Родриго, отдавшем жизнь за освобождение Фландрии и за него, Дон Карлоса.
Навсегда прощается он с любимой. Внезапно появляются Филипп и Великий инквизитор со стражей, окружающей Дон Карлоса с королевой. Инквизитор пришёл объявить инфанту смертный приговор. Внезапно открывается склеп Карла V. Он явился спасти от смерти своего внука. Окружающие в ужасе. Дон Карлос исчезает в склепе.
