Однако признаки помешательства становились все более очевидными. Карлос приходил в бешенство по малейшему поводу, избивал и ругал своих (подчиненных. Однажды он пытался поранить кардинала Эспиносу и герцога Альбу. Он позволял себе издеваться даже над собственным отцом и совершал еще ряд не менее безрассудных поступков. Когда Филипп собирался ехать во Фландрию, Карлос решил во что бы то ни стало сопровождать отца. Но планы короля внезапно изменились, и вместо него отправился герцог Альба. Принц был настолько расстроен этим, что стал подумывать о бегстве и сообщил о своих намерениях дону Хуану Австрийскому, в котором надеялся найти сообщника. Дон Хуан немедленно оповестил об этом короля. По свидетельству некоторых советников короля, с которыми этот вопрос обсуждался, Филипп после сильных колебаний решил арестовать сына (в ночь с 18 на 19 января 1568 г.) и заключить его в тщательно охраняемые внутренние аппартаменты дворца. С тех пор Карлоса никто больше не видел.
В Испании и за ее пределами об этом ходили самые противоречивые слухи. Одни приписывали арест тому, что Карлос составил заговор на жизнь отца, другие считали, что он находился в сношениях с фламандскими мятежниками, третьи объясняли это заточение принадлежностью Карлоса к еретикам. Однако ни одна из этих версий документально не подтверждается. Достоверно лишь то, что Карлос не хотел слушаться Филиппа и неоднократно позволял себе над ним смеяться и что принц не был приверженцем католицизма, причем первое, конечно, могло быть следствием ненормальности, Й второе находится в противоречии с тем, что в ряде случаев Карлос проявлял себя ревностным католиком (хотя некоторые свидетельства, оставленные Филиппом в различные периоды, приводят к мысли о том, что он подозрительно относился к религиозным убеждениям сына). Абсолютно лишена всяких оснований версия о якобы имевшей место связи Карлоса со своей мачехой Изабеллой Валуа. Политические враги Филиппа поддерживали все эти легенды, которые распространились по Европе главным образом благодаря книге французского писателя Сен-Реаля (1673 г.), переведенной на многие языки, и драме Шиллера «Дон Карлос» Нам кажется, что истина заключается в собственных словах Филиппа, который признавался своей теще: «Это не было наказание, иначе оно имело бы свою цель, но я потерял всякую надежду увидеть моего сына в здравом рассудке.