紐約劇團重排《天鵝湖》，總監Thomas（文森特·卡塞爾飾）因前領舞Beth（薇諾娜·賴德飾）離團而啟動海選，要求新領舞同時勝任黑天鵝與白天鵝雙角。天賦卓絕的芭蕾舞者Nina（娜塔莉·波特曼飾）在母親過度保護下成長，雖完美演繹白天鵝卻難以突破黑天鵝的魅惑特質。競爭者Lily（米拉·庫妮絲飾）憑借外放表現力成為勁敵，Nina在選拔中因焦慮出現幻覺與自殘傾向，背部紅斑和腳傷持續惡化。Thomas以肢體挑逗試探Nina后意外選定她，引發團隊質疑與Beth的公開羞辱。為突破表演瓶頸，Nina在自我懷疑中逐漸代入黑天鵝角色，通過暴力自殘達成對完美舞臺形象的偏執追求。最終演出中，她以傷口真實出血完成黑天鵝謝幕，在精神崩潰與身體創傷雙重作用下走向毀滅性結局。