一名话剧演员在排练《天鹅湖》时逐渐模糊了角色与自我的界限，走向崩溃边缘。
才华横溢但性格内向的话剧演员苏念，终于获得了梦寐以求的机会——在经典话剧《黑天鹅》改编版中一人分饰纯洁的白天鹅与魅惑的黑天鹅。为了完美诠释极具张力的黑天鹅角色，她全身心投入，甚至尝试体验角色危险的阴暗面。随着排练深入，苏念开始出现间歇性失忆，并在镜中看到另一个充满侵略性的自己。导演的刻意引导、竞争对手的暗中作梗、以及她自身对完美近乎偏执的追求，共同将她推向精神崩溃的深渊。首演之夜，舞台灯光亮起，苏念已分不清登台的究竟是“苏念”、“白天鹅”还是彻底觉醒的“黑天鹅”，一场真实与表演界限崩塌的演出就此开始。
影片以紧凑的节奏和大量的心理暗示，营造出令人窒息的悬疑感。女主角的表演极具层次，将角色逐步滑向深渊的过程演绎得惊心动魄。影片对艺术家的心理状态、追求极致所付出的代价进行了深刻探讨，结局的开放式处理余韵悠长。