Дания, 20-е годы прошлого века. В Копенгагене живет пара молодых художников, Герда и Эйнар Вегенер. Герда предпочитает писать портреты, а Эйнар все никак не может закончить один единственный пейзаж. Галерист Герды говорит, что молодая художница может рассчитывать на успех, если найдет свою тему. И однажды ей это удается. Почему-то опаздывает натурщица, и Герда уговаривает мужа позировать ей вместо женщины. Вначале речь идет о лодыжках, руках и лице. Постепенно супруги переходят к написанию женских ню, где в роли натурщицы выступает Эйнар. Это заметно оживляет сексуальную жизнь семейной пары, вносит в нее свежую струю. Эротические фантазии подталкивают Эйнара к новым экспериментам. Он пытается полностью перевоплотиться в женщину. Жена помогает ему: они ставят Эйнару дамскую походку, жестикуляцию, осанку, подбирают ему обувь, одежду, парики. Герда дает имя новой личности, сформированной совместными усилиями супругов Вегенер: так появляется Лили. Приходит черед светского дебюта Лили. Она появляется в многолюдной компании на приеме и пользуется успехом. Лили даже флиртует с молодым человеком.
Все это начинает тревожить Герду. Эйнар по-прежнему пишет свой пейзаж, у него начинается депрессия. Он снова перевоплощается в Лили и даже бежит на свидание к мужчине, с которым познакомился на приеме.
Между тем, к Герде приходит долгожданный успех. Портреты Лили привлекают внимание покупателей и критиков. Ей предлагают провести выставку в Париже. Супруги отправляются в культурную столицу Европы. Там Герда заводит полезные связи, а Эйнар продолжает скатываться в депрессию. Ему необходимо какую-то часть жизни проводить в облике Лили. Он посещает бордель, где наблюдает за обнаженными девушками, пытается полностью перевоплотиться в женщину. Герду всерьез тревожит поведение мужа. Еще в Дании они обратились к врачам и те навязали Эйнару курс радиоактивного облучения, который, разумеется, не дал результатов (свойства радиации еще мало изучены).
В Париже Герда знакомится с другом детства Эйнара – Гансом. Будучи детьми, Эйнар и Ганс как-то затеяли эротическую игру, жестко пресеченную отцом Эйнара. Герда просит Ганса помочь им, тот становится настоящим другом необычной семьи. Герда постепенно влюбляется в Ганса, тот отвечает взаимностью. Но изменять своему странному мужу художница не хочет. Эйнар разгуливает по Парижу в весьма вызывающем виде: то ли женщина, то ли мужчина. Это не проходит ему даром. Парочка хулиганов-гомофобов избивает его в парке.
Эйнар начинает посещать французских врачей. Один из таких визитов едва не заканчивается трагедией, психиатр ставит диагноз: типичная шизофрения. Эйнар успевает выскочить в окно, спасаясь от санитаров со смирительной рубашкой.
Эйнар узнает, что в Германии обитает чудо-доктор, который готов сделать операцию по изменению пола. Герда поддерживает его в нелегком решении, и Эйнар ложится под нож хирурга.
Теперь Лили и Герда живут как две подруги. Лили устраивается на работу продавщицей, ведет жизнь обычной девушки и даже начинает подумывать о замужестве. Наконец, она принимает решение: нужно окончательно превратиться в женщину, для чего потребуется еще одна операция. Снова клиника, хирургический стол. На этот раз – неудача. Лили умирает на руках рыдающей Герды. Незадолго до смерти она видит сон о том, как у нее рождается ребенок.
