Nina (Nathalie Portman) est une danseuse de ballet talentueuse qui s’entraîne dure pour briller, reprenant le flambeau de sa mère qui avait du arrêter sa carrière. Une mère surprotectrice chez laquelle elle habite et qui l’encourage dans cette voie. Nina a l’occasion de jouer la célèbre danse des cygnes, danse difficile où il faut interpréter à la fois le cygne blanc, pure et innocent, et le cygne noir, sensuelle et malicieuse. Si par sa nature réservée elle incarne le cygne blanc à la perfection, l’autre facette lui pose infiniment plus de problèmes. Déterminée et perfectionniste, elle n’est pas prête à abandonner pour autant et s’acharne à réussir. Mais pour y arriver, elle doit opérer un changement en profondeur d’elle-même, partir à la découverte de son côté caché. Aidé par un professeur (Vincent Cassel), elle apprend que cette métamorphose passe par l’écoute de ses désirs refoulés. Et l’arrivée d’une nouvelle danseuse, Lily, elle aussi en lice pour le rôle, va renforcer son obsession. Plus libérée qu’elle, Lily incarne ce qu’elle rêve de devenir, et devient l’objet de ses fantasmes, à la fois une rivale et une idole.
Réservée et renfermée, elle n’a jamais pu s’épanouir pleinement mais elle ose enfin s’émanciper de sa mère, s’autorisant ce dont elle s’était interdit, libérant sa sensualité enfouie. Mais son rêve de devenir une grande danseuse reste lui plus que jamais présent. Elle y met tellement d’acharnement que son état mental en souffre. La réalité s’estompe, le rêve s’invite dans la réalité, la folie devient de plus en plus présente, comme si incapable de concilier ces deux aspects opposés, son esprit se divisait. Un acharnement qui s’avère destructeur, révélant probablement une folie latente déjà présente.
Des rêves fantasmés empreints d’une sensualité torride, sans voyeurisme pervers, durant lesquelles Nina explore sa sexualité trop longtemps refoulée. Par la mise en scène particulière de Darren Aronofsky, cette folie progressive apparaît tour à tour étrange, dérangeante, envoûtante, à l’image de « requiem for a dream ». Le réalisateur utilise des astuces visuelles pour dépeindre cette folie, telle Nina entièrement recouvert de plumes du cygne noir. Natalie Portman est détonante dans ce rôle délicat, parvenant à incarner à la fois la douce et gentille fille Nina blanche, comme la resplendissante et sensuelle Nina noire.