Nina (Natalie Portman) es bailarina en una compañía de ballet de la ciudad de Nueva York cuya vida, como todos los de su profesión, se consume totalmente con la danza. Ella vive con su obsesiva madre, ex bailarina Erica, que ejerce un control asfixiante sobre ella. Cuando el director artístico de Thomas Leroy decide sustituir a la bailarina Beth MacIntyre (Winona Ryder) para la producción de la apertura de su nueva temporada, Lago de los Cisnes, Nina es su primera opción. Pero Nina tiene competencia: un nuevo bailarín, Lily, que impresiona Leroy también. El Lago de los Cisnes requiere una bailarina que puede interpretar tanto el Cisne Blanco con la inocencia y la gracia necesarias, y el Cisne Negro, que representa la astucia y sensualidad. Nina se ajusta al papel del cisne blanco perfectamente, pero Lily es la personificación del Cisne Negro. Mientras los dos jóvenes bailarines ampliar su rivalidad en una amistad trenzado, Nina empieza a estar más en contacto con su lado oscuro, una imprudencia que amenaza con destruirla.