老国王去世，齐格弗里德王子不久即要继承王位，因此必须要举行大婚。王子深恐失去自由，更不愿娶一位不为自己所爱的人，为妻。

在王子21岁生日之际，他和朋友们在城堡的庭院中聚会，王子得到了一张弩。王子的仆人班诺安排了宴会想尽力让王子快乐，不料王后突然驾到，她对这种大肆喧闹的宴会大为吃惊，提醒王子王宫还处于国丧期，不日就要迎娶新娘。王后说完离去，留下了沮丧的齐格弗里德。班诺让两名交际花跳舞去取悦王子，乐起舞兴时，班诺也热情地起舞向未来的国王祝酒。舞终人散，一行天鹅结对从王子的头顶飞过，班诺建议王子试试新弩。他们朝天鹅飞去的方向猎捕追去。

第二幕，月光下的湖畔

齐格弗里德和班诺来到了湖边，王子遣班诺去寻找天鹅。独自留下的他引起了恶魔罗斯巴特的注意。

突然一只天鹅靠近，齐格弗里德惊奇地看到一只端庄高贵的天鹅慢慢变成了娇美的婷婷少女。美丽的少女向英俊的王子讲述了自己悲惨的身世。原来，她是一位名叫奥杰塔的公主，可恶的魔王将她和伙伴变成了天鹅，只有在深夜才能恢复人形。惟有坚贞的爱情才能破除邪恶的魔法。王子坚信公主就是他朝思暮想的心上人。

魔王在一边偷听被发现，齐格弗里德欲射杀他，奥杰塔向王子求情不要杀死魔王，否则符咒将永不能破除。奥杰塔警告王子如果他违背了爱的誓言，她将会永远做一只天鹅。黎明破晓，王子发誓要将她从苦难中解救出来，发誓对这永恒的爱永远真心。奥杰塔和她的同伴变回天鹅回到了湖里。

第三幕，城堡内的舞厅

各国佳丽云集，齐格弗里德王子必须从三位公主中挑选出一位未婚妻。她们为王子献舞以讨欢心，可是他的思绪不在她们身上，拒绝做出选择。响亮的号声响起，宣告来了两位没有受到邀请的客人。他们是恶魔罗斯巴特伪装的使臣和他的女儿奥吉莉娅。罗斯巴特把奥吉莉娅变成和奥杰塔相似的样子，王子被貌似奥杰塔的不知身份的来访者迷住了，他深信舞池中的就是他那位天鹅公主。

正当王子和奥吉莉娅共舞时，奥杰塔在窗口出现，她祈求王子记起对她的誓言，但此时的王子已被魔王的符咒迷惑分神。王子在魔王的要求下举手对奥吉莉娅许下爱的誓言——魔王的阴谋得逞了，奥杰塔绝望地呼喊离去。顿时电闪雷鸣，舞厅里一片混乱不堪，王子绝望地醒悟过来，但为时已晚，他已对别人再次承诺了爱的誓言。受到欺骗的王子冲出去寻找真正的奥杰塔。

第四幕，湖畔

伤心的公主回到天鹅湖畔伤心欲绝。魔王则制造了一场暴风雪阻止王子前去寻找奥杰塔。

齐格弗里德最终找到了奥杰塔，并得到了公主的原谅。然而，天快亮了，王子和公主就要天各一方，再也不会有破解符咒的可能。奥杰塔和王子决定不能同生，但求同死。魔王现出了狰狞的面目，将公主和姑娘们变成了天鹅漂流在湖面上。悲愤的王子和公主跃入天鹅湖中，顿时，魔王的魔力消失了——正义战胜了邪恶，坚贞的爱情战胜了万恶的妖魔，魔王也最终死去。天亮了，王子和公主在另一个世界相依相偎，沐浴在旭日的霞光中。