正在天上练舞的黑天鹅，跳下台问她怎么了。
白天鹅说她开车撞死了一个人，死者正在她车后备箱里，求姐姐帮忙。
黑天鹅想报警，白天鹅不让。白天鹅太害怕了，汗湿如被冷水浸泡过，冷汗淋漓的发抖。
黑天鹅也不想妹妹被抓，就和妹妹换了衣服，黑天鹅把黑色皮衣给了白天鹅，白天鹅把白色长裙给了黑天鹅。
黑天鹅就穿着白色长裙假扮白天鹅，开车去处理尸体，刷车洗车。
黑天鹅处理好尸体后，约着和白天鹅见面，要把车还给白天鹅，但白天鹅太害怕了，喝水的手一直在抖。
这时候电视里突然播报地方新闻，说发生人口失踪案。
黑天鹅还算稳重，家里钥匙放到白天鹅手里，“这段时间，你就先住我家，如果查到你车，姐帮你去应付警察。”
白天鹅握着姐姐的钥匙，眼泪啪嗒啪嗒往下掉。
白天鹅回到黑天鹅的家里，看到黑天鹅的男朋友，稳重的警察姐夫，姐夫要来亲她，她慌张躲开，去浴室洗澡，警察皱了眉。
黑天鹅回到白天鹅的家里，看到白天鹅的男朋友，朋克的摇滚歌手，妹夫要来亲她，黑天鹅淡定躲开，模仿白天鹅清纯的样子惟妙惟肖，没让歌手怀疑。
没两天，警察查到那辆车上，假扮白天鹅的黑天鹅和警察去警察局，姐姐模仿妹妹，仍是没有任何破绽，软声细语的温柔，编出了一个看似没有破绽的不在场证明。
来接黑天鹅出警察局的是她的警察男朋友，她偷偷看男朋友，不敢有任何特别举动。
警察男朋友将她送回摇滚歌手家，黑天鹅望着远去的男朋友的背影，深深一眼后，进大楼。
为了和白天鹅换回身份，黑天鹅约妹妹去逛街吃饭，两个人一起选好衣服后进更衣室换衣服。
从更衣室出来以后，俩姐妹分别一身白色裙子和一身黑色皮衣，各回各家。
白裙子姑娘回到摇滚歌手家，轻轻抱住了男友，然后认真听男朋友唱歌。
她回忆小时候，两个双胞胎小女孩，在院子里听男生弹吉他唱歌，他们三人是青梅竹马一起长大的。
不知道过了多久，就变成了在摇滚酒吧里，弹吉他的男生怀里搂着白裙子姑娘谈情说爱，俩人身后站着的黑衣服女生在咬着烟头跳舞。
白裙子姑娘回忆结束。
观众此时会开始怀疑，这白裙子姑娘到底是白天鹅还是黑天鹅。
怀疑二人同时消失在更衣室的时候，到底有没有换回来。
另一边，黑衣服姑娘回到警察家里，进房间就拿出烟盒和打火机来，熟练地抽烟，扬声喊男朋友。
男朋友从厨房出来，她冲过去跳到男朋友身上，手里夹着烟头，和男朋友接吻滚床单。
之后，在剧场里，白天鹅和黑天鹅一同在剧场里跳舞，白天鹅满身飘纯洁的仙气，黑天鹅则一脸邪恶。
这时候个跳芭蕾舞的女生，和白天鹅抢位置，黑天鹅看见，冷冷的看着那个女生。
在后台换了衣服后，仍旧白天鹅和黑天鹅各自回家。
也仍旧无法判断谁是谁。
但是这一晚，黑天鹅半夜从床上起来，开着警察的车，去剧场里，将白天和白天鹅抢位置的女生给杀了。
第二天，白天鹅和黑天鹅一起在剧场里跳舞时，警察男友来，亲自将黑天鹅给抓走了。
黑天鹅离开时，深深地望着白天鹅。
在这时候，已经有观众分不清楚抓走的黑天鹅究竟是真正的黑天鹅，还是妹妹假扮的黑天鹅。
在看守所里，黑天鹅靠墙蹲着，不断地回忆小时候双胞胎姐妹和弹吉他男生在一起时的快乐时光，也回忆到了黑天鹅总是偷偷看弹吉他的男生。
也回忆到长大以后，黑天鹅仍经常偷看摇滚歌手妹夫。
黑天鹅从嘴里弹出根针，一下下地划着手腕。
血顺着手腕往下流，黑天鹅瘫在地上，看守所警察们冲进来，带她去医院。
医院里的夜晚，白天鹅趁机进到病房，拉上帘子。
此时白天鹅和黑天鹅交流，才听出来，杀人的是白天鹅，顶罪的是黑天鹅。
白天鹅看着纯洁天真，心里却坏得很。
黑天鹅看着邪恶黑暗，心里却很重情。
白天鹅露出了嫉妒、憎恨的情绪，回忆小时候，爸妈总是更关心姐姐。
就连她男朋友，也在心里喜欢着姐姐。
她故意追求摇滚男歌手，在中间制造误会，才一直霸占男歌手到现在。
白天鹅总是什么都想抢姐姐的，包括姐姐现在的警察男朋友。
黑天鹅听白天鹅说的这些话，久久没出声，缓缓闭上眼睛。
等到病房帘子打开后，白天鹅起身离开，黑天鹅闭着眼，手被拷在床上。
直到这时候，是给观众留下的一个新的疑惑——离开的白天鹅究竟是真的白天鹅，还是黑天鹅。
芭蕾舞团在剧场演出，舞台上再无黑天鹅，孤有一只白天鹅在跳纯洁大方而高贵的舞。
与开场时相对，开场为黑天鹅在舞蹈，结束为白天鹅。
正片到此结束，但影片之后有两个彩蛋。
第一个彩蛋：
歌手和白天鹅面谈，青梅竹马歌手男朋友说：“你知道吗?她已经有我的孩子了。”