Berättelsen, som är tänkt att skicka chockvågor runt världen, utlovas av den spanska tidskriften Lecturas i dess onsdagsutgåva.
Tidskriften hävdar att de har exklusiva bilder på kronprins Frederik i nära sällskap med Genoveva Casanova i Madrid.
Enligt rapporten delade de två en middag och tillbringade natten tillsammans medan kronprinsessan Mary var i New York.
Den spanska tidskriften lockar med fotona i Instagram-inlägget nedan.
Denna utvecklande historia har potential att väcka betydande uppmärksamhet från allmänheten och media, och väcker frågor om kronprinsens resa och hans relation med Casanova.
Den danska kungafamiljen har inte gett något uttalande angående påståendena vid tidpunkten för denna rapport.
Följderna av dessa anklagelser kan bli långtgående, inte bara för de individer som är direkt inblandade utan också för bilden av det danska monarkin
