Nina (Natalie Portman) ist eine ehrgeizige und leidenschaftliche Ballett – Tänzerin, die ihr Leben ausnahmslos ihrer Arbeit an der New Yorker Ballet Company widmet. Dabei wird sie energisch von ihrer Mutter (Barbara Hershey), selbst eine ehemalige Tänzerin, gefördert. Als die Rolle der Primaballerina für die Produktion des Klassikers Schwanensee neu besetzt werden soll, wird Nina von Regisseur Thomas Leroy (Vincent Cassel) favorisiert. Sie bekommt jedoch schnell Konkurrenz durch die jüngere Lily (Mila Kunis), die zwar technisch schwächer ist, aber eine Leichtigkeit besitzt die sich nicht mit Übung erreichen lässt. Zwischen den beiden entsteht eine außergewöhnliche Beziehung, die zur Zerreißprobe für Nina wird. Immer intensiver lernt sie die düstere Seite ihres Selbst kennen, das ihr bedrohlicherweise immer ähnlicher wird.