他決心把國王和王後是否真的謀害了父親的事查個水落石出，並很快想到一個辦法。因為碰巧有一個巡回的演出團來到宮殿，希望在宮廷裏表演一出戲劇。哈姆雷特曾見過他們，並記得他們表演的一出劇講述了某公爵慘遭謀殺，留下痛苦不堪的公爵夫人的故事。“好啦，”他想，“我有了一個可靠的方法來檢驗他們兩個是否有罪。”
因此哈姆雷特把一個演員帶到旁邊，問他知不知道有一出叫做“崗紮哥謀殺案”的劇，劇中有個名叫崗紮哥的公爵在自己花園裏被他的一個近親毒死，這個親戚後來便娶了公爵的遺孀。演員說他們知道這出劇，如果哈姆雷特願意他們便可以表演。“明天晚上，”哈姆雷特說，“你們就演給國王和王後看，不過為了把戲演得更好些，我希望你們加進去幾行我自編的台詞。”
這樣哈姆雷特就在劇中作了一些改動，以便盡可能讓它與父親實際被害的情景一樣。他懂得一出好戲如何能打動觀眾的心，記得某故事說有個凶手看見自己的罪行又在舞台上重演，便承認了所犯下的罪惡。“現在好啦，”哈姆雷特想，“國王和王後看戲時，如果他們心裏內疚就會從臉上反映出來，我也能把他們觀察得很仔細，密切注意其行為。”次日晚上他便請克勞迪斯國王和王後來觀看演出。當然他沒說演什麼戲，他們欣然接受了邀請，以為這表明王子終於從發瘋的狀態中恢複過來。演出前哈姆雷特找到可靠的朋友霍雷肖，對他講了自己的安排，讓他幫著觀察國王和王後當時的舉止。“如果戲中的情景沒有使他有異樣的表現，”他說，“那個幽靈就不是我父親的，因而我認為克勞迪斯有罪也是不對的。”
所以當演出要開始時，王室成員們走了進來，在舞台前入座。哈姆雷特與霍雷肖坐在稍微側邊一點的陰影中，可以觀察到國王而又不致顯得太公開了。在戲的開頭可見公爵崗紮哥和他妻子談著話，她聲稱如果丈夫死了自己決不會再嫁。“隻有謀殺了原夫的女人才會再嫁。”她說，哈姆雷特發現母親聽到這話時臉色蒼白。戲開始對兩個罪人產生了影響，而後麵的戲甚至更使他們坐臥不安。在下一場裏人們看到公爵崗紮哥在他的果園裏睡著了，一個男人悄悄走到他身邊，趁他入睡時把毒藥倒進了他耳裏。內疚的國王被眼前的情景嚇呆了。這時哈姆雷特轉過來向他解釋，說：“他要把公爵毒死，以便奪取土地。下一場我們會看到他如何贏得了崗紮哥的妻子的愛。”聽到這話克勞迪斯驚惶失措，眼見自己可怕的罪行在整個宮廷的人麵前重現，他簡直呆不下去了。他驚慌地站起來，大聲叫道：“給我照路！——走！”說罷他和王後在一片忙亂中倉皇離開屋子。所有的朝臣都感到震驚，問發生了什麼事讓他們的行為如此離奇，不過哈姆雷特與霍雷肖已經看得夠清楚，可以肯定幽靈說的是事實，謀殺案確實存在。哈姆雷特明白該他替父親報仇了。正在此時王後派來一個信差，說她想馬上私下同哈姆雷特談談。
原來國王克勞迪斯已說服王後格特魯德把哈姆雷特叫來，他想查明自己的繼子究竟知道多少情況，因他認為這出劇與實情如此相似或許是碰巧。可是剛才目睹的情景給他留下了深刻的印象，使他深深感到自己罪孽深重，痛苦中他跪下來極力禱告。正當他處於這種狀況時，哈姆雷特在去母親房間的路上碰見了他。此時此地向他報仇再容易不過了，但由於哈姆雷特意誌不堅，猶豫不決，他暫時放過了謀害父親的凶手。“等他喝醉了酒，或發怒的時候，或甚至睡覺時，再把他殺死更好。”他想。“他現在這樣我不能動手。”因此他放過這次機會，靜靜離開了房間。
與此同時，正在等待兒子的王後已讓狡猾的老朝臣波洛尼斯藏在屋裏的窗簾後麵，以便對哈姆雷特所說的一切有個證人。哈姆雷特走進屋時，王後就開始責備他那樣的行為。“你嚴重傷害了父親。”她說。而哈姆雷特則想到自己已故的敬愛的父親，氣憤地回答：“不，母親，是你傷害了我的父親。”“你真是胡說。”王後說道。“這是對你的問題最好的回答。”兒子反駁。他已決心不殺死母親，但一定要讓她向自己認罪，所以抓住她的手腕讓她坐下。她驚慌地叫道：“什麼，你要殺死我嗎？救命呀！救命呀！”藏在窗簾後的老朝臣聽見叫喊，也以為哈姆雷特要殺死他母親，驚惶失措，他不是跑出來救王後，而是也僅僅像她一樣叫喊“救命呀！救命呀！救命呀！”哈姆雷特誤以為是國王，這時也不想再饒他一命了，拔出劍一下刺入窗簾和老波洛尼斯的身體，將他當場殺死。王子並不為自己誤殺了他感到很懊惱，可王後大叫道：“啊，你那樣做多麼魯莽殘忍！”哈姆雷特回答：“殘忍！好母親，差不多和殺死一個國王，然後嫁給他的弟弟一樣壞！”
接著義憤填膺的哈姆雷特毫不留情地指責母親犯下那樣的罪行，讓她看到自己多麼冷酷無情，轉眼間就忘記了已故的好丈夫，並嫁給了他弟弟和凶手。他把她的前後兩個丈夫進行對比，指出前夫是多麼正直高尚，而後夫又是多麼卑鄙惡劣。他問她怎麼能棄善從惡呢：是讓魔鬼迷住了心竅才那樣做的嗎？
王後聽到他的話羞愧不已。“你讓我看到了自己的靈魂深處。”她說。她意識到自己實在太可惡了，求哈姆雷特別再說下去，但他還有話要說，正要告訴她一定離開丈夫時，老國王的幽靈突然又出現了。王後沒看見，以為是兒子又發瘋了，但哈姆雷特是看到了的；幽靈和他說話，讓他現在離開母親，並記住還沒有向凶手複仇。幽靈勸他要同情王後——她似乎萬分悲傷和悔恨——之後就消失了。哈姆雷特讓母親請求上天饒恕，警告她別再同克勞迪斯生活，然後離開了她，心想她會照他說的去做。
另一方麵國王已計劃好除掉哈姆雷特，他意識到哈姆雷特很危險，開始擔心起來。國王決定把他趕出國外。可是王子頗受人歡迎，要把他趕走沒那麼容易。殺死波洛尼斯的事正好給了他想要的借口，他自我辯解道：“人們會認為我送走哈姆雷特是為了不讓他遭到波洛尼斯一家的報複。”於是狡猾的克勞迪斯便密謀把他送往英格蘭宮廷，待他登陸時就讓人把他殺了。他假裝對哈姆雷特說是為了國家大事派他去那裏的，因為當時英格蘭屬於丹麥。實際上他讓兩個與王子同行的朝臣給英格蘭國王帶去了一封密信，命令等哈姆雷特一踏上英格蘭的土地就把他殺死。