La muerte del rey don Sancho y reto de Zamora por don Diego Ordóñez

La obra se abre con el conflicto entre el rey don Sancho y su hermana doña Urraca por la posesión de Zamora. Don Sancho, descontento con la partición hereditaria hecha por su padre, el rey don Fernando, exige a Urraca que le entregue la tenencia de la ciudad a cambio de otras villas y señoríos. Para comunicar su última demanda envía como mensajero al Cid, Rodrigo de Vivar, quien entra en Zamora y expone con fidelidad la oferta y la amenaza de guerra. Doña Urraca rechaza la propuesta con firmeza, declara que no entregará la ciudad y afirma que morirá antes de cederla. Arias Gonzalo y los defensores de Zamora se disponen entonces a resistir el asedio, mientras el Cid, aunque cumple la embajada, deja ver su disgusto ante la violencia que su señor pretende ejercer contra una hermana y contra una ciudad castellana.

Mientras el cerco se prepara, Vellido Dolfos decide vengar a Zamora y se presenta ante don Sancho fingiendo deserción y ofreciéndole una entrada segura en la muralla. Un guarda advierte al rey de la traición posible y nombra expresamente a Vellido como hombre de mala fama, pero don Sancho no atiende el aviso. El Cid regresa de su embajada e intenta todavía disuadir al rey, recordándole el deber filial y la injusticia de atacar a su propia hermana; sin embargo, don Sancho persiste. Guiado por Vellido hasta una parte del muro cercana al Duero, deja su caballo y se adelanta para reconocer el lugar. Entonces Vellido, invocando la justicia de su causa, mata al rey con alevosía. El Cid acude, encuentra a don Sancho herido de muerte y trata en vano de alcanzar al traidor, que logra huir. Antes de morir, el rey pide ser llevado al real, y su muerte provoca entre los castellanos un movimiento inmediato de dolor y de deseo de venganza.

En la segunda parte de la acción, los grandes de Castilla acuerdan vindicar la muerte del rey mediante un reto solemne contra Zamora, al considerar que Vellido salió de la ciudad y volvió a ella tras cometer el crimen. Don Diego Ordóñez asume la empresa y reta públicamente a todos los zamoranos; Arias Gonzalo acepta la defensa del concejo y hace valer un fuero según el cual quien reta a un concejo debe combatir sucesivamente con cinco defensores. Tras unas treguas para consultar la legalidad del caso, se confirma ese procedimiento. Ya en el palenque, don Diego mata a tres hijos de Arias Gonzalo, pero en el combate con Rodrigo Arias su caballo, herido, lo saca fuera de la estacada, lo que suscita una disputa sobre si debe considerarse o no vencido. En la jornada final, jueces y caballeros deliberan largamente: unos sostienen que la salida del límite anula su victoria, mientras otros, con el Cid al frente, afirman que la salida no fue culpa suya y que Zamora no debe cargar con la traición de Vellido como si hubiera sido acción de toda la ciudad. El acuerdo definitivo declara a don Diego vencedor por su esfuerzo en el campo y, al mismo tiempo, absuelve a Zamora del cargo colectivo de traición, con lo que se pone fin al cerco y a la contienda.