Uno de los aspectos que cabe destacar en la obra es la presencia de una acción o intriga secundaria hasta cierto punto independiente de la acción principal. Rosaura llega a Polonia desde Moscovia disfrazada de hombre y dispuesta a restaurar su honor perdido, después de que Astolfo la hubiera seducido y abandonado. Perdida en el monte, tras haber caído del caballo, se encuentra con la torre en que Segismundo vive encerrado y apartado del mundo. Por esa casualidad se desarrolla la acción dramática en la que se encuentran dos personajes de identidad dudosa, al menos por su apariencia física: un hombre-fiera y una mujer-hombre.
Cada uno de ellos tiene una trayectoria bien distinta: Rosaura quiere recuperar su honor y Segismundo, el trono que le pertenece por derecho natural y que su padre le está escamoteando.Su historia tiene mucha más trascendencia, implica a un personaje de alta extracción social y plantea un problema político de especial importancia. Tiene tintes que nos permitirían clasificar a la obra como tragedia.
Calderón combina estas dos acciones, una más leve e intrascendente relacionada con el honor, y otra más importante, relacionada con la libertad o el origen del poder, algo que era característico del teatro del Siglo de Oro. Ambas se alternan de forma rítmica.
En la historia de Rosaura intervienen sucesos novelescos, como, por ejemplo, la relación entre Rosaura y su padre Clotaldo, porque quiere que esta la reconozca como hija. También tiene el mismo cariz las escenas en que interviene Rosaura en el segundo acto cuando, disfrazada de criada de Estrella, intenta acabar con el proyecto de matrimonio entre esta y Astolfo. Todo ello recuerda situaciones parecidas en las comedias de capa y espada donde una mujer burlada intenta obstaculizar los planes matrimoniales del galán que la dejó. En el tercer acto esto tiene menor importancia porque presta más atención a los enfrentamientos militares.
Aunque Ménéndez Pelayo consideraba es trama secundaria perjudicial para la obra, la mayor parte de la crítica analiza la doble trama como un rasgo propio de la estética barroca. Una de ellas, la de Rosaura, es amorosa, con elementos de comedia de enredo, y trata de recuperar su honor perdido,y la otra, la de Segismundo es política y existencial,y plantea el poder del albedrío respecto al hado, con tintes más trasecendentes que afectan al comportamiento correcto del rey.
Aunque ambas acciones parecen tan distanciadas, en realidad comparten rasgos comunes y múltiples relaciones que los críticos han analizado, y que son tanto temáticos como estructurales.
En lo que respecta a los temáticos, Rosaura y Segismundo tienen rasgos comunes que han dado pie a interpretaciones psicoanalíticas. Fueron llamados por Marc Vitse «mellizos de la desgracia», porque ambos personajes son víctimas que deben recuperar algo perdido. Buscan su identidad a partir de una situación de opresión o de abandono que coincide con su nacimiento. Su trayectoria individual corresponde con el acceso gradual y conflictivo a la edad adulta, en un proceso al término del cual consiguen el reconocimiento de sus respectivos padres, los únicos que pueden asegurar su filiación, según la ideología patriarcal del linaje. Este proceso termina con el desenlace matrimonial, cuando Rosaura y Segismundo pueden ocupar el puesto que les corresponde naturalmente en la sociedad, después de su violento enfrentamiento con una figura paterna deficiente, doblemente encarnada en Clotaldo y Segismundo, quienes asumen por fin la autonomía conquistada por sus hijos tras mucho esfuerzo.
Las relaciones estructurales son de mayor importancia. Vitse demuestra que los tres encuentros sucesivos (uno en cada acto) de Segismundo con Rosaura, cada vez bajo una apariencia física distinta, le sirven al príncipe para entender que vive en la realidad y no en el sueño; que por lo tanto la vida no es sueño, o solamente lo es en un sentido metafórico (es decir analógico), sino que se parece a un sueño.Lo convence en el tercer acto de que salga por segunda vez de la torre, ahora para hacer un uso correcto de su albedrío. Es Rosaura quien le proporciona a Segismundo la prueba de la existencia de la realidad y hace posible que el príncipe (y con él, el público) entienda que la fórmula que da su título a la obra es de alcance moral (es necesario actuar bien) y no metafísico (¿existe o no la realidad?). Cuando Segismundo pronuncia el verso decisivo en que afirma «luego fue verdad, no sueño» (v. 2934), el príncipe sale por fin de la confusión en que Clotaldo le había sumido al final del acto II, a propósito y como parte del plan (o «experiencia», vv. 1077 y 1121) ideado por Basilio.
A nivel de la construcción dramática, pues, tanto como en el plano de la construcción del significado axiológico de la obra, el papel de Rosaura es de una importancia fundamental. Ambos se necesitan.
Al final, ambas acciones confluyen y es Segismundo el encargado de solucionar los dos problemas, cuando Rosaura, vestida con vaquero (un vestido de faldas largas, de los más lujosos del teatro, que solía caracterizar a las cazadoras) pide al príncipe que sea él quien se encargue de restaurar su honor en el Acto III).
Al final lo hará aún renunciando a ella, por la que sentía atracción. El príncipe empieza por dejar manifiesto su autodominio, el ‘vencerse a sí mismo’, lugar común en el teatro áureo para alabar la fortaleza y la prudencia del rey, capaz de obedecer a lo justo antes que a su gusto. Es entonces obvio para el espectador que Segismundo renuncia a Rosaura, hacia quien sentía una fuerte atracción. La segunda decisión del príncipe, que consiste en obligar a Astolfo a que se case con Rosaura, es consecuencia de la primera, pues cuando sucede a su padre en el trono, actúa como un rey justiciero y casamentero, que garantiza el honor y la virtud . Surge entonces un grave escollo, ya que esta obligación contraída por Astolfo («deuda») contraviene a las convenciones sociales, pues Rosaura no conoce a su padre o, como dice el gran duque de Moscovia sin tapujos, «no sabe quién es» (v. 3264). Se produce entonces la anagnórisis cuando Clotaldo que re-conoce públicamente su paternidad, permitiendo que se supere el obstáculo que impedía el matrimonio de Rosaura por no tener padre conocido.
La venganza de honor y el asunto privado de la secundaria priman sobre la reconquista del poder y el asunto público. A la inversa, el casamiento del príncipe con Estrella, que garantiza la inscripción del linaje de Basilio en el tiempo, se subordina a la intriga amorosa, como un casamiento compensador para Estrella, porque ha perdido a Astolfo, y para Segismundo, porque renuncia a Rosaura.
Couderc interpreta el desenlace como un elemento fundamental para dar sentido a la obra. "Es necesario que se case el príncipe en el sentido de que ello es símbolo de su acceso a la edad adulta, cuando se termina su confrontación con su padre, quien le da de nuevo la vida. Por fin porque se realiza de esta forma una unión matrimonial endogámica entre el príncipe y su prima, acorde con los deseos expresados por el pueblo, favorable al respeto del derecho natural. El matrimonio final de Segismundo con Estrella tiene en efecto un carácter político coherente con lo que precede en la acción: ya en el primer acto, cuando la corte de Polonia se entera de la existencia de Segismundo, el personaje colectivo llamado «todos» le contesta a Basilio
"¡Danos al príncipe nuestro, / que ya por rey le tenemos."
Calderón distribuye de forma muy cuidada la alternancia entre ambas acciones. En el Acto I comienza con la entrada en escena de Rosaura, quejándose porque se ha caído del caballo en pleno monte. Vestida de hombre y saliendo de un plano superior por el que va bajando, tenía que producir un enorme impacto en el público. El hecho de que entre en escena vestida de hombre, con un hábito que ceñía las piernas de la mujer, había sido muy criticado por los moralistas. Es la impactante presentación de la acción secundaria. Sucede a continuación el descubrimiento de Segismundo, un compuesto de hombre y fiera, atado con cadenas, que también tendría enorme impacto en el público. Es la presentación de los protagonistas de las dos acciones.
Le sigue el planteamiento del conflicto de la obra cuando en la escena V ( en la edición primitiva no había división en escenas) se la acción se traslada de la torre al palacio y será Basilio quien dé a conocer el experimento: la existencia de un hijo propio que ha mantenido oculto. Al final del acto I se plantea el conflicto de la acción secundaria cuando Clotaldo reconoce la espada de Rosaura, sabe que es su hijo, pero cree que tendrá que matarlo porque ha descubierto el secreto que el rey ocultaba. Al final no ocurre porque ya se ha descubierto el secreto. Se descubre que es mujer y se la llevará a palacio en el acto II como dama de Estrella, ya vestida de mujer y con el nombre de Astrea.
El acto II desarrolla el conflicto. Comienza en palacio con la demostración del comportamiento violento del príncipe, hasta la escena X, y se desarrollará luego la acción secundaria a partir de la escena XI, con el episodio del medallón que Clotaldo porta al cuello y que debe mostrar a Estrella. Es un enredo propio de las comedias de capa y espada y sirve para relajar la tensión y la violencia de la acción principal. La acción se trasladará luego a la torre, tras el enfrentamiento entre Segismundo y su padre Basilio, que decide acabar con el experimento.
En el Acto III, primero comienza el proceso de desenlace de la acción principal, que confluirá con el de la acción secundaria, cuando Segismundo se encarga de recuperar el honor de Rosaura.
El hecho de que ambas acciones alternen sirve para graduar la tensión a lo largo de la obra e ir pasando de temas más trascendentes con otros más livianos.
