Zoroastro legge nelle stelle il destino del paladino, diviso tra l’amore per Angelica e il desiderio di gloria. Il mago lo mette in guardia dai pericoli cui va incontro mostrandogli il Palazzo d’Amore, dove gli eroi del passato dormono ai piedi di Cupido; Orlando spera però di conciliare i suoi sentimenti contrastanti. La pastorella Dorinda si è invaghita di Medoro (qui elevato al rango di principe africano) e soffre terribilmente quando scopre che Angelica non è una parente, bensì la sposa del suo amato. Ascoltando i lamenti della fanciulla, Orlando apprende che Angelica lo tradisce: lo prova il gioiello da lui donato alla regina del Catai e ora in possesso di Dorinda. Zoroastro promette il suo aiuto a Medoro e Angelica, minacciati dalla gelosia di Orlando; quando quest’ultimo scopre i nomi dei due amanti incisi sugli alberi si scaglia contro Angelica, che viene condotta in salvo su una nuvola da quattro geni. Il paladino ha ormai perduto il senno: parla con gli spiriti dell’oltretomba credendo che abbiano rapito l’amata, corteggia Dorinda chiamandola Venere, combatte contro nemici invisibili. Zoroastro lo indica come esempio dei pericoli comportati dalla passione e si prepara a guarirlo. Dorinda narra ad Angelica che Orlando ha distrutto la sua casa seppellendo vivo Medoro. Giunge il paladino e cerca di gettare Angelica negli abissi di una caverna, ma questa si trasforma nello splendido tempio di Marte. Quando ritorna in sé grazie a una pozione magica di Zoroastro, Orlando apprende quali indegne azioni ha compiuto e vorrebbe morire; Angelica, però, gli impedisce di uccidersi. Il paladino rinuncia ai suoi propositi di vendetta contro i due amanti e si celebra la riconciliazione generale.