Résumé complet : Le film s'ouvre sur Nina Sayers (Natalie Portman), une ballerine de 25 ans, pendant le prologue de danse du "Lac des cygnes". "Le Lac des Cygnes" est un ballet dans lequel une princesse est devenu le Cygne Blanc et ne peut redevenir humaine que si un homme lui jure une fidélité éternelle. Dans cette histoire, elle est trahie par le Cygne Noir, la fille du mauvais magicien qui l'a transformé pour ressembler à la princesse afin de tromper le prince qui est tombé amoureux d'elle. En fin de compte, la princesse se suicide parce que l'infidélité du Prince l'a condamné à demeurer un cygne pour toujours. Alors que Nina danse dans le rôle de la princesse, le magicien apparaît et lui jette une malédiction. Nina se réveille dans son appartement, cette séquence ayant été un rêve. Elle commence ses étirements quotidiens; raconte son rêve à sa mère qui l'ignore involontairement. Nina mentionne que le directeur de sa compagnie de ballet, Thomas Leroy, a promis de lui donner un rôle plus important cette saison et sa mère l'approuve en jugeant qu'elle est la plus sérieuse de la compagnie. Nina se rend au studio de danse et apprend que Beth (Winona Ryder), la danseuse interprète principale, est mis à l'écart en raison de son âge (plus de 40 ans). En conséquence, Thomas (Vincent Cassel) est à la recherche d'un nouveau visage pour tenir ce rôle. Il annonce à la compagnie que la première représentation de la saison sera un remaniement du Lac des cygnes. Il marche en passant entre les danseurs pendant leurs exercices avec nonchalance et en tapant plusieurs filles sur l'épaule pendant qu'il parle. Il dit alors à ceux qu'il écoute d'assister régulièrement aux répétitions et conseille ceux qui son interessé par le rôle laissé vacant par Beth de le retrouver dans le studio principal. Plus tard, dans le studio principal, les auditions sont en cours pour trouver la remplaçante de Beth . Nina danse le Cygne Blanc de façon impeccable, et puis Thomas demande à Nina de lui montrer son Cygne Noir. Alors que Nina commence la danse, son audition est interrompue par l'arrivée tardive d'une nouvelle danseuse, Lily (Mila Kunis). Déjà déstabilisée par la peur de ne pas être parfaite et par le fait que Thomas soit déçu de sa prestation, elle perd sa concentration quand Lily ferme bruyamment la porte et doit s'arrêter. Malgré sa performance sans faille pour le Cygne Blanc, Thomas n'est pas impressionné par la performance de Nina, affirmant qu'elle ne parvient à exprimer la sensualité du Cygne Noir. Nina rentre chez elle et éclate en sanglots, elle pratique ensuite ses mouvements de danse jusqu'à ce qu'elle fissure son ongle du gros orteil. Plus tard, Nina dit à sa mère qu'elle veut aller voir Thomas le lendemain et lui dire qu'elle a terminé la chorégraphie du Cygne Noir, mais sa mère lui répond qu'il n'est pas nécessaire de mentir. Nina acquiesce à contre coeur.. Le lendemain, Nina rend visite à Thomas dans son bureau et lui dit malgré tout qu'elle a terminé la danse du Cygne Noir chez elle et qu'elle veut le rôle. Il lui dit qu'il a décidé de le donner à une autre danseuse, Veronica (Ksenia Soto). Elle dit «OK» et commence à sortir, mais il claque la porte et lui demande pourquoi elle a abandonné si vite. Il prend son visage et l'embrasse passionnément. Irrité par cette avance indésirable, Nina lui mord la lèvre et sort de son bureau en s'excusant laissant Thomas choqué et étonné. En repartant, Nina voit Beth avoir effondré dans sa loge privée, elle jette des choses et brise un miroir. Après le départ de Beth, Nina décide de jeter un coup d'oeil à l'intérieur. Elle s'assied dans le fauteuil de Beth e set fixe elle-même dans un miroir entouré de lumières. Elle commence à chercher dans les affaires de Beth et cache plusieurs éléments dans sa poche, en particulier un parfum, des boucles d'oreilles de diamants, une lime à ongles et un tube de rouge à lèvres. Elle se faufile hors de la loge de Beth juste au moment où les filles commencent à s'agglutiner dans le couloir pour savoir qui a été choisie comme nouvelle reine des cygnes. Certaine qu'elle n'a pas obtenu le rôle, Nina félicite Véronica pour son prétendu succès. La jeune fille court pour voir l'affichage, mais retourne vers Nina et la réprimande pour cette blague cruelle avant de s'en aller au bout du couloir. Stupéfaite et confuse, Nina se pencher sur l'affichage. Alors qu'elle approche, plusieurs jeunes filles se rassemblent autour d'elle pour la féliciter. Elle vient d'obtenir le rôle contre toute attente. Folle de joie, et prise de nausée, elle court à la salle de bains où elle appelle sa mère pour lui dire qu'elle a gagné. Quand elle raccroche, elle voit le mot «putain» écrit sur le miroir au rouge à lèvres rouge et lutte sans relâche pour l'essuyer. Lorsque Nina rentre chez elle, sa mère a lui a acheté un beau gâteau rose et blanc givré - fraises à la crème, leur préféré de la boulangerie locale. Sa mère commence à lui couper une tranche, mais Nina refuse, lui disant qu'elle ne peut pas manger quelque chose comme ça et quand sa mère la regarde avec un air réprobateur, Nina poursuit en disant que son ventre est toujours noué. Vexée, sa mère s'apprête à jeter le gâteau à la poubelle mais Nina se sent coupable. Elle accepte une tranche et prend une petite bouchée. Les jours suivants, le stress du rôle détraque légèrement la santé mentale de Nina qui commence à aperçevoir des doubles, une version plus sombre d'elle-même. Thomas organise un gala pour annoncer officiellement la "retraite" de Beth et l'élévation de Nina au rang d'interprète principal de la Reine des Cygnes. Nina va à la salle de bain et rencontre Lily à son insu. Celle-ci enlève sa culotte en la passant en-dessous de sa robe et félicite Nina pour le rôle, mais Nina, mal à l'aise tente de s'éclipser. Lily continue de lui parler et Nina s'excuse et s'enfuit de la salle de bain. Alors que Nina et Thomas s'apprête à partir, Thomas est brièvement rappelé à l'intérieur. Ivre, les yeux ruisselants de mascara dégoulinant à cause de ses pleurs, Beth s'en prend à Nina et lui demande si elle a sucé Thomas pour obtenir le rôle. Nina est offensé mais Thomas appaise la situation et arrive à calmer Beth en l'appelant "ma petite princesse". Beth hurle quand même après eux lorsqu'ils s'en vont. Thomas ramène Nina chez lui. Quand ils s'assoient sur le canapé, il lui demande brusquement si elle est vierge. Elle détourne le regard et sourit, mal à l'aise. Il lui demande si elle aime faire l'amour et quand elle ne répond pas, il lui donne un devoir: elle doit se toucher et exacerber sa sexualité pour pouvoir habiter le rôle du Cygne Noir. Le lendemain, la compagnie est en pleine activité lorsqu'une des danseuses accourt en criant. Elle se dirige vers l'enseignante qui la réconforte et lui demande ce qui s'est passé. Elle dit que Beth est à l'hôpital après un accident, elle s'est faite renverser par une voiture. Plus tard, Nina est assis au bord d'une fontaine avec Thomas et il lui dit qu'il croit que Beth s'est jeté volontairement sur la voiture. Elle rend visite à Beth à l'hôpital où elle trouve sa chambre remplie de belles fleurs et des cartes pour lui souhaiter un bon rétablissement. Comme Beth est dans un état comateux dans le lit, Nina soulève le drap posé sur Beth et voit des barres de métal sortant de sa jambe ainsi qu'une énorme balafre infectéé sur son mollet. Horrifiée, elle décide rapidement de s'en aller alors qu'une infirmière lui demande ce qu'elle fait là. Plus tard, quand la mère de Nina l'aide à enfiler sa robe de chambre, elle aperçoit des griffures sur le dos de Nina, et demande d'où elles proviennent. Nina dit que ce n'est rien, juste une éruption cutanée, sa mère se fâche et laisse entendre que Nina s'est elle-même gratté comme quand elle était jeune. Nina tente de la repousser mais sa mère attrape sa main et l'emmène à la salle de bain pour lui couper les ongles avec des ciseaux. Elle blesse accidentellement son doigt et s'excuse, mais continue de lui couper ses ongles. Nina se réveille le lendemain matin et commence à se toucher comme Thomas le lui a demandé. Elle se retourne et accélère la cadence. Elle approche de la jouissance quand elle tourne la tête vers la gauche et, surprise, réalise que sa mère dort dans la chaise à côté de son lit. Elle se rend au cours de danse et ne parviens toujours pas à transmettre la passion du Cygne Noir dans sa performance. Soudain, les lumières s'éteignent et Thomas appelle quelqu'un pour les rallumer, expliquant qu'il ya encore des gens qui répetent. Les lumières se rallument, mais à l'évidence, Thomas est déçu. Il Renvoie les autres danseurs chez eux et reste seul avec Nina. Pendant qu'ils dansent ensemble, il se déplace lentement ses mains sous ses cuisses et commence à la toucher. Après un baiser profond, il la serre contre lui et s'en va, en lui reprochant d'avoir été séduite alors que c'est elle qui, en tant que Cygne Noir, devrait être la séductrice. Les lumières s'éteignent cette fois définitivement. Nina, défaite par la déception de Thomas, est assise toute seule et semble entendre des cris dans le studio. Lily arrive, voit Nina pleurer, et allume une cigarette pendant qu'elle marche vers elle. Lily lui explique que Thomas a tendance à vouloir coucher avec les filles de la troupe mais Nina tente de le défendre. Lily se rend alors compte que Nina a le béguin pour Thomas et blague à ce sujet. Excédée et vexée, Nina se fâche et la quitte. Le lendemain, Thomas, en colère, demande à Nina si elle a besoin de temps libre après un que Lily lui ait fait remarqué que nina et exténuée. Il lui dit qu'elle n'a pas à pleurnicher et elle se défend de demander un quelconque traitement de faveur. Irrité, Nina cherche Lily dans le dressing où elle est accueillie avec gouaille par les autres danseurs qui ironisent que «la reine» leur fait honneur de sa présence sur leur territoire. Lily leur dit de se taire et se lève pour parler à Nina. Nina la réprimande pour avoir dit à Thomas qu'elle avait pleuré. Celle-ci semble confuse et dit qu'elle ssayait juste d'aider. Nina lui répond qu'elle n'a pas besoin de l'aide ce que Lily accepte. Cette nuit-là, Nina et sa mère sont au travail sur les chaussures à bout de Nina. Erica (la mère de Nina) lui demande si elle s'est grattée encore, Nina marque une pause involontaire juste assez longtemps pour pousser sa mère à ne pas la croire quand elle lui dit «non». Erica lui demande alors d'enlever sa chemise mais Nina refuse. Avant qu'Erica n'arrive à obtenir sa confirmation, quelqu'un frappe à la porte. Sa mère ouvre, parle rapidement à quelqu'un avant de fermer la porte. Nina demande qui c'était mais Erica répond : "Personne.". Nina se met alors à courir à la porte et l'ouvre. Elle voit Lily attendre l'ascenseur. Elle lui demande comment elle savait où elle habitait et Lily répond avec ironie. Mais Nina la regarde avec insistance alors elle dit en riant qu'elle a demandé au secrétaire de Thomas. Erica ouvre la porte et rappelle à Nina qu'elle a besoin de repos. Nina lui demande de fermer la porte. Lily l'invite à sortir mais elle répond qu'elle ne peut pas. Cependant, une fois que sa mère ait à nouveau ouvert la porte et demandé à sa fille de rentrer, Nina pousse la porte, récupère ses affaires et s'en va avec Lily, malgré les protestations de sa mère qui lui crie que cette nuit précède une longue journée de travail et qu'elle devrait rester à la maison. Nina et Lily sortent, mais Nina est si tendue que Lily lui offre une pilule pour se détendre, en affirmant que l'effet ne durerait que quelques heures. Nina refuse. Elle va à la salle de bain et retourne voir Lily qu'elle aperçoit en train de glisser le contenu de la pilule dans un verre, alorsqu'elle elle flirte avec deux mecs qu'elle appelle Tom (Toby Hemingway) et "Jerry" mais son véritable nom est David. Nina est rassuré par Lily, les pilules ne dureront que quelques heures boit son verre. Les deux femmes commencent ensuite à faire la fête et à danser avec les deux gars, dans un état second.. Lorsque Nina reprend ses esprits, elle se trouve en train d'embrasser un homme dans une salle de bain. Elle quitte rapidement le club pour prendre un taxi mais Lily la rattrape avant. Elles prennent le taxi ensemble pour rentrer à l'appartement de Nina. Pendant le trajet, Lily commence à lui toucher les jambes, mais Nina écarte ses avances. Quand ils rentrent à l'appartement, Erica les attend et leur demande ce qu'ils faisaient. Nina est un peu belliqueuse, finit par dire: «J'étais avec deux gars du nom de Tom et Jerry et je les ai baisé tous les deux», et se met à rigoler sous l'effet de l'alcool ce qui lui est reproché par sa mère. Horrifiée, cette dernière la gifle. Nina attrape Lily par la main et l'entraîne vers sa chambre, barricadant la porte avec un morceau de tuyau en métal, et hurlant à sa mère de la laisser tranquille. Elle se retourne et regarde Lily, puis marche vers elle et commence à l'embrasser passionnément. Ils se déplacent vers le lit où Lily se déshabille et enlève la culotte de Nina. Lily se met à faire plaisir oralement à Nina et celle-ci, victime de ses visions croit aperçevoir son double plus sombre à la place de Lily pendant un cours instant ce qui lui fait peur. Le rapport sexuel continue jusqu'à ce que Nina atteigne la jouissance puis celle-ci voit apparaitre encore une fois son "double" qui lui appuie l'oreiller sur le visage, comme pour l'étouffer. Nina se réveille le lendemain matin avec un mal de tête et une gueule de bois alors que Lily a disparu et se rend compte qu'elle est en retard pour les répétitions. Sa mère se repose tranquillement dans le salon, et Nina lui reproche violemment de ne pas l'avoir réveillé. Erica lui répond que ce rôle est en train de la détruire puis Nina s'en va. Lorsque Nina arrive au studio de danse, elle trouve Lily dans son costume, en train de travailler sa chorégraphie avec le reste de la troupe. Lorsque Lily se dirige vers Nina, elle lui dit qu'elle n'était là que pour remplacer parce que Thomas le lui a demandé. Nina l'interroge sur les raisons qui l'ont poussé partir de sa chambre en pleine nuit, et Lily soutient qu'elle est rentré avec Tom avec qui elle a passé la nuit et que la dernière fois qu'elle a vu Nina, c'était au club. Lorsque Nina tente de lui rappeler ce qu'il s'est passé dans sa chambre, Lily est flatté que Nina ait eu un rêve lesbien à son sujet. Elle lui demande en rigolant si elle était un bon coup, mais Nina, gêné s'en va en se demandant si ce qu'elle a vécu cette nuit s'est réellement passé. Un peu plus tard, Nina essaye ses costume. Lily lui fait part que Thomas la réclame. Nina, étonnée, lui demande pourquoi et celle-ci lui répond qu'elle a été choisie pour être sa doublure. Furieuse et effrayée, Nina trouve Thomas et le supplie de ne pas faire de Lily sa doublure, convaincue que celle-ci essaie de lui voler son rôle. Thomas lui dit qu'il y a toujours un suppléant. Quand Nina se met à pleurer, Thomas tente de l'paiser et lui dit qu'elle es paranoïaque. Il lui dit que la seule personne qui essaient de la saboter c'est elle-même. Cette nuit-là, Nina est en train de s'entraîner lorsque le joueur de piano s'arrête soudain de jouer et se lève pour partir, lui expliquant qu'il a une vie. Il la laisse seule dans le studio. Pendant qu'elle continue sa danse, à nouveau les lumières s'éteignent. Elle appelle quelqu'un pour rallumer les lumières et semble aperçevoir furtivement un personnage masqué qui se faufile dans l'ombre. Elle entend un rire et suit le bruit pour trouver Thomas et Lily ayant un rapport sexuel sur une table de travail derrière un rideau. Lily lui sourit et rit. Les larmes aux yeux, Nina retourne dans sa loge et récupère les objets qu'elle avait emprunté à Beth lorsque c'était encore sa loge... Dans un accès d'hystérie, Nina va à l'hôpital pour trouver Beth, immobile dans un fauteuil roulant, l'ombre de la femme qu'elle était. Nina pose tranquillement les éléments qu'elle a volé sur la table à côté de Beth, quand celle-ci se réveille tout à coup et attrape le bras de Nina. Beth est en colère et demande ce qu'elle est en train de faire, puis elle regarde et voit les objets sur la table. Elle demande à Nina d'une voix amusée, mais irritée pourquoi elle a volé ses affaires. Elle lui répond qu'elle voulait juste à être parfaite comme Beth. Cette dernière lui dit qu'elle n'est plus rien en attrapant la lime à ongles. Elle se poignarde soudain le visage acvec la lime à plusieurs reprises.. Nina se saisit finalement de la lime qui est entre les mains de Beth et prend la fuite. Elle laisse tomber la lime à ongles sanglante dans l ascenseur. Nina retourne à la maison, se précipitant hystérique dans la cuisine pour se laver les mains qui sont couverts par le sang de Beth. Elle appelle ensuite sa mère tout enmarchant vers le studio d'art de celle-ci. Elle est alors soumise à des visions et imagine les peintures de sa mère se déplacer et lui parler. Elle commence à déchirer tout jusqu'à ce que sa mère arrive et, étonné, demande ce qu'elle est en train de faire. Nina se précipite dans sa chambre. Alors qu'Erica essaie de pla suivre, Nina claque la porte sur sa main. Elle se barricades à l'intérieur de sa chambre. Sa peau se met alors subitement à changer et prendre la texture de celle d'un oiseau, ses yeux deviennent au rouge, et ses articulations du genou se fracturent violemment pour prendre finalement la même forme que celles d'un oiseau. Cette hallucination désorient Nina qui tombe et heurte sa tête sur un montant du lit. Nina se réveille le lendemain avec des chaussettes en caoutchouc-bandes sur les mains et un mal de tête. Elle se tourne vers sa mère, qui est assis à côté du lit avec un bandage sur sa main. Nina demande à sa mère pourquoi ses mains sont recouvertes et Erica dit que c'est pour éviter qu'elle se gratte, ce qu'elle avait fait toute la nuit. Nina se rend compte tout à coup qu'il doit être tard et dit qu'elle a besoin de se rendre à la compagnie de ballet en raison de sa première qui doit avoir lieu le soir même. Sa mère lui répond qu'elle a appelé pour expliquer que Nina ne se sentait pas bien et ne serait pas en mesure d'accomplir son travail cette nuit-là. Nina est furieuse et sort de son lit. Elle va vers la porte, mais sa mère l'a verrouillé et a enlevé la poignée de porte. Nina se retourne et crie à sa mère de la laisser sortir. Erica lui dit qu'elle n'est pas bien et que le rôle est en train de la détruire. Nina saisit la main cassée de sa mère pour l'obliger à se lever du fauteil sur lequel elle est assise. Nina prend ainsi la poignée de la porte sous le coussin et se dirige vers la sortie. Sa mère lui demande alors où est passée sa jeune fille douce. Nina lui réond : "Elle est partie" sur un ton rude. Nina arrive au ballet et ignore les murmures de la troupe. Elle trouve Lily en costume en train de parler avec Thomas dans la salle, prête à monter sur scène. Nina, confiante, affirme à Thomas qu'elle est prête à jouer ce soir et va s'asseoir dans sa loge. Thomas lui fait savoir qu'il a déjà donné son accord pour que ce soit lily qui joue le rôle. Nina lui que si elle ne monte pas sur scène, la compagnie sera en proie à la controverse, après l'incident de Beth. Thomas semble légèrement amusé et impressionné par son audace et lui dit de se préparer. Nina monte sur scène et est tout aussi timide et rigide dans ses performances qu'elle ne l'était pendant les répétitions. Pendant son passage, elle voit Lily flirter avec l'un des danseurs hors de la scène et perd sa concentration qui provoque un incident avec le danseur qui devait executer avec elle une figure et elle se retrouve au sol. Thomas est furieux. Nina sort et accuse son partenaire de danse qui l'a laissé tomber, mais Thomas s'éloigne d'elle. Quand elle entre dans sa loge, Lily est assis à sa table de toilette, en train de se maquiller. Elle se moque Nina et elles commencent à se battre.. Nina pousse Lily sur le même miroir que celui que Beth avait détruit et il se brise. Comme la lutte s'intensifie encore davantage, Nina saisit un morceau de miroir et et le plante dans la poitrine de Lily. Ne sachant plus quoi faire, Nina cache le corps sanglant dans sa salle de bains et met le maquillage du Cygne Noir. Elle remonte sur scène et commence à danser en réussissant à s'abandonner complètement. Elle fait exactement tout ce que Thomas lui avait demandé et elle commence à se transformer physiquement en un grand cygne noir sur scène. Elle danse mieux que jamais et la foule, étonnée, lui fait un standing ovation lorsque le morceau se termine. Nina s'approche de Thomas et elle l'embrasse devant tout le monde, après avoir enfin réussi à le séduire par ses mouvements. Il sourit et lui dit de repartir pour un autre acte. Après avoir quitté la scène à nouveau, Nina va dans sa loge se changer pour le prochain acte et réalise que le sang commence à couler en dessous la porte des toilettes. Elle place alors une serviette pour masquer le sang et entend frapper à la porte. Quand elle ouvre la porte ... Lily est là. Elle présente ses excuses pour la façon dont les choses ont tourné entre elles et félicite Nina sur son incroyable performance du Cygne Noir. Nina est choquée et stupéfaite alors que Lily sourit et s'en va. Nina se retourne et enlève la serviette pour se rendre compte qu'il n'y a pas de sang. Elle se tourne vers les morceaux de miroir brisé encore sur le sol, puis déplace brusquement la main sur son abdomen. Elle saigne, et retire un tesson de verre brisé de sa plaie. (Dans son esprit dérangé et délirant, Nina s'était poignardé avant la danse du Cygne Noir, s'imaginant qu'elle poignardait Lily). Malgré sa blessure, elle se prépare pour l'acte final, le Cygne Blanc. Nina danse un second acte magnifique, malgré le fait que, de sa plaie, s'écoule de plus en plus de sang qui vient tâcher son costume blanc. Dans la scène finale du dernier acte, le Cygne Blanc se dirige vers le haut d'une grande structure pour se suicider. Nina le fait avec grâce, regarde vers le bas les prétendants ci-dessous, puis se retourne et tombe au ralenti sur le matelas avant d'avoir vu que sa mère, qui se trouvait dans la salle, lui souriait et pleurait. Quand le rideau tombe, Thomas est fou de joie et nouvellement épris de Nina. Il sourit et s'agenouille pour la féliciter, une foule de ballerines se rassemblent autour de la nouvelle étoile. Nina ne parle pas, mais sourit à l'écoute de tous ces louanges Lily est alors la première à remarquer l'immense tache de sang sur le costume de Nina. Quelqu'un appelle à l'aide, et Thomas lui demande frénétiquement "Qu'est ce que tu as fait?" Nina calmement lui répond : "Je suis parfaite". La foule continue à laisser entendre ses applaudissements alors que Nina meurt et que l'écran disparaît lentement dans un fondu au blanc...