Os moinhos de vento são o episódio mais famoso do livro: no capítulo VIII da Primeira Parte, dom Quixote vê trinta ou pouco mais de gigantes desaforados onde Sancho vê moinhos, investe com a lança e é derrubado pelas pás.
A cena começa com a descrição do fidalgo: olha, amigo Sancho Pança, onde se descobrem trinta, ou pouco mais, desaforados gigantes, com quem penso fazer batalha e tirar a todos a vida. Sancho responde que aqueles que ali se veem não são gigantes, e sim moinhos de vento, e que o que neles parecem braços são as pás, que, tocadas pelo vento, fazem girar a pedra do moinho. O fidalgo responde que se vê que Sancho não é versado em aventuras, manda-o rezar e investe. Derrubado, já tem a explicação do desmentido: o sábio Frestón, que lhe roubou o aposento e os livros, mudou os gigantes em moinhos para privá-lo da glória de os vencer.
O episódio fixa o formato do livro inteiro: duas descrições para a mesma coisa, um escudeiro que aponta o que se vê, e um mago inimigo que explica a derrota sem corrigir a visão. É a pergunta que atravessa o livro: quem decide o que a cena é. A mesma estrutura volta nos rebanhos que são exércitos (capítulo XVIII), nos pisões do escuro (capítulo XX) e na jaula (capítulo XLVI).
Fora do livro, a expressão «lutar contra moinhos de vento» passou ao uso comum para quem combate um adversário que só existe na sua cabeça. No texto, a cena é mais ambígua que a expressão: o fidalgo tem a explicação do mago pronta, e o livro deixa ao leitor decidir se ele vê gigantes por engano ou por escolha.