Nina (Portman) er en ballerina ved New York ballettkompaniet. Livet hennes, i likhet med alle andre i denne profesjonen, dreier seg kun om dans. Hun bor sammen med sin mor, en tidligere ballerina, som utøver en kvelende kontroll over sin datter. Når regissør Thomas Leroy (Cassel) bestemmer seg for å bytte ut Prima Ballerina Beth MacIntyre (Ryder) fra åpningsproduksjonen for den nye sesongen er Nina hans førstevalg. Men Nina har en konkurrent: En ny danser, den sensuelle og skamløse Lily (Kunis), som imponerer Leroy. Svanesjøen krever en danser som både kan spille den hvite svanen, uskyldig og elegant, og den sorte svanen som representerer list og sensualitet. Nina passer perfekt som den hvite svanen, mens Lily er rene personifiseringen av den sorte svanen.