В основу сюжета положены многие фольклорные мотивы, в том числе старинная немецкая легенда, повествующая о прекрасной принцессе Одетте, превращённой в лебедя проклятием злого колдуна — рыцаря Ротбарта.

В четырёх картинах балета чередуются реальные и фантастические картины. Празднуя своё совершеннолетие в дворцовом парке, принц Зигфрид веселится среди друзей, однако пролетевшая над парком стая лебедей манит его за собой. В лесу, на берегу озера среди девушек-лебедей принц находит Одетту, королеву лебедей с короной на голове. Покорённый её красотой и потрясённый её рассказом о преследованиях злым хозяином озера Ротбартом, Зигфрид клянётся Одетте в вечной любви. На балу в замке, по велению матери Зигфрида, он должен выбрать себе невесту. Однако принц безучастен, пока не появляется Одиллия, в которой Зигфриду видится Одетта, ей он и отдаёт предпочтение. Поняв, что совершил роковую ошибку, Зигфрид бежит к озеру и молит Одетту о прощении, но не получает его. Срывая с головы Одетты корону, Зигфрид бросает вызов Ротбарту, олицетворяющему в балете образ фатума (хозяина озера) (корона спасала Одетту от преследования). Принц надеется, что девушка-лебедь уйдёт с ним в мир людей. В сказке бурные волны разбушевавшейся на озере стихии поглощают Одетту и Зигфрида.