香莲到京的第三天，正是陈世美寿辰之日，紫墀宫张灯结彩，鼓乐齐奏，贺客满堂。宰相王延龄亦借贺寿为名，带着香莲进宫去在筵席前卖唱。尽管秦香莲一字一泪的哭诉自己的身世和家庭的苦难以至泣不成声;尽管王延龄在旁多方婉言相劝，但陈世美却是狗肺狼心，无动于衷，他不但数次想将香莲赶出宫去，并且出言冲撞了王延龄。王延龄在盛怒之下，将自己的白纸扇一把交给秦香莲，嘱她到开封府府尹包拯处去告状。
陈世美见王延龄气冲冲走出宫去，怕对自己不利。于是一面传话州司衙门，将香莲母子赶出京城;一面又派遣宫中武士韩祺去追杀香莲、冬哥和春妹，企图灭口。在京城郊外的一所古庙中，韩祺找到了秦香莲母子三人。但经过香莲的诉述以后，韩祺才恍然大悟：原来要杀的并不是陈世美的什么仇人，而是陈世美的妻子儿女!韩祺左右为难：要杀香莲母子吗，不忍心下手，不杀吗，钢刀上又没有血迹做回证。
最后，为了不昧良心，不背正义，韩祺终于放走了秦香莲母子，自己则引刀自刎而死。香莲悲愤交加，咬牙切齿痛恨陈世美的恶行，她拿起了钢刀，急奔开封府去告状。这时候，开封府府尹包拯正从陈州放粮回来，一面让秦香莲去写状子，一面叫王朝去骗陈世美到开封府来。陈世美带了上方宝剑，气焰千丈地来与包拯相见。
起初，包拯还正言相劝他认下香莲。陈世美却全不领情，不但坚决不认，并且倚仗皇权欺人。包公见陈世美执迷不悟，便传令击鼓升堂。在公堂上，秦香莲理直气壮地控诉了陈世美忘却父母、不认妻儿、杀妻灭子三大罪状;铁证如山。但陈世美却仗势不受开封府的审理，且想在公堂上行凶杀害秦香莲，包拯忍无可忍，便喝令刽子手打落陈世美头上的乌纱帽，剥去他的蟒龙袍，用法绳把他捆绑了起来。跟随陈世美来的内侍见势不好，急忙跑回宫去报信。皇姑闻讯大惊，连忙摆了车辇，赶到开封府来讨人;但包拯却坚持不放陈世美，一定要为民伸冤。
皇姑没有办法，只得回转车辇，去请她的母后。国太到了开封府，用威胁利诱都吓不倒包拯，便蛮不讲理，强夺冬哥和春妹;并且耍赖：不放陈驸马，就坐守开封府不回宫。包拯见国太变了脸，左右为难，无可奈何，只得捧过自己的俸银三百两赠与香莲，劝她与儿女回家。秦香莲有冤无处诉，怨包拯也是个官官相护的人，并且退回银两。包拯听了香莲的话，愧愤交加。他宁愿弃官丢职，也要为香莲伸冤。
包拯不顾国太与皇姑的阻止，一手摘下头上的乌纱帽喝令开斩!这个贪图荣华富贵，狠心杀妻灭子的陈世美，终于死在铁面无私的包拯的虎头铡下!
包大人执法如山，不怕丢乌纱，硬是顶着国太、公主的天大压力，杀了那负心欺君的陈世美，演出一幕流传千古的"铡美案"。
