紐約一個芭蕾舞團正要演出經典舞蹈劇“天鵝湖”，眾多傑出舞者激烈角逐中，總監湯瑪斯黎洛(文森卡索)決定讓妮娜（娜塔莉波曼）取代首席女舞者貝絲(薇諾納瑞德)的位置。而妮娜隨後發現自己還有一個強勁的競爭對手莉莉(蜜拉庫妮絲)。因為《天鵝湖》要求女舞者不但能飾演天真純潔的白天鵝，也要能飾演充滿妖嬈性感的黑天鵝。前者適合妮娜，而後者適合莉莉。總監希望生性拘謹的妮娜，能多揣摩黑天鵝熱情奔放的內涵，妮娜幾乎以全生命在探索自己的黑天鵝潛力。 妮娜始終無法達成總監的要求，她壓力越來越大，過去她是母親心中柔順乖女兒，但她愈來愈無法忍受母親對她的控制，也無法分辨現實和夢境中的不同，莉莉適時的友情和關懷讓她偶爾喘口氣，也讓她對莉莉產生特殊感情。但事情沒那麼簡單，妮娜發覺莉莉取代的威脅即將成真了，她做了一個決定....