Nina (Natalie Portman) ist eine ehrgeizige Ballett-Tänzerin bei der New York Ballett Company, die ihr ganzes Leben auf ihre Leidenschaft ausgerichtet hat. Wenig überraschend, aber umso befriedigender ist es für sie, als sie bei Schwanensee von Regisseur Thomas Leroy (Vincent Cassel) für die Hauptrolle ausgewählt wird. Doch die Freude hält nicht lange an: Schnell bekommt sie Konkurrenz von der jungen Lily (Mila Kunis), die zwar nicht Ninas perfekte Technik besitzt, insgesamt aber einen leichteren und leidenschaftlicheren Tanzstil. Nina versucht vergeblich, diesen mit umso intensiverem Training zu erarbeiten und bringt sich damit an den Rand ihrer Gesundheit. Lily fasziniert und ängstigt sie im gleichen Maße und Nina driftet immer weiter ab in eine Welt, in der sie nicht mehr weiß, wer sie wirklich ist.