À Trézène, sur la côte du Péloponnèse. Dans un temple consacré à Diane, Aricie se prépare à prononcer ses vœux (« Temple sacré »). Hippolyte tente de l'en dissuader ; les deux jeunes gens se révèlent leur amour réciproque et prient Diane (« Tu règnes sur nos cœurs »). Phèdre, soupçonnant Aricie d'aimer Hippolyte, ordonne à ses gardes de détruire le temple. Diane apparaît pour protéger les jeunes amoureux. Restée seule avec sa confidente Œnone, Phèdre se laisse aller à sa rage impuissante (« Quoi ! la terre et le ciel »). Un messager annonce que Thésée est descendu aux Enfers. Désormais la reine peut offrir à Hippolyte son cœur et la couronne.