1926年的丹麦，风景如画的乡间风光在银幕上徐徐展开。镜头缓缓推近，定格在一幅几可乱真的油画上——这正是艺术家埃纳·韦格纳（埃迪·雷德梅恩饰）的杰作。他的妻子格尔达（艾丽西亚·维坎德饰）凝视着这幅画作，画廊里却传来刺耳的评论："比起您丈夫的作品，您的画作实在相形见绌。"画廊主人将埃纳誉为"丹麦百年难遇的天才"，这个称号让夫妻二人在回家的夜路上忍俊不禁。
清晨的阳光洒进画室，格尔达正在为男模特画像，而埃纳则去观看好友乌拉（安珀·赫德饰）的芭蕾排练。这对艺术眷侣的生活看似完美，但命运的齿轮即将转向意想不到的方向。当格尔达的模特爽约时，她突发奇想请丈夫穿上丝袜充当模特。埃纳笨拙地系吊袜带的样子惹人发笑，却也在他心中埋下一颗种子——乌拉推门而入时，将一朵百合别在他耳边："从今天起，你就叫莉莉吧。"
艺术评论家对格尔达的人物素描不屑一顾，却对那幅"神秘女模"的画作惊为天人。当晚，格尔达在亲热时意外发现丈夫竟穿着自己的内衣。这个令人震惊的发现没有让她退缩，反而点燃了创作灵感。她开始以"莉莉"为主题创作系列肖像，这些雌雄莫辨的画作在哥本哈根艺术圈引发轰动。
巴黎的舞会上，戴着金色假发的"莉莉"吸引了亨里克（本·卫肖饰）的目光。当这个陌生男子突然吻上来时，埃纳体验到了前所未有的混乱——究竟是他在抗拒这个吻，还是莉莉在渴望这个吻？鼻血突然涌出的瞬间，格尔达意识到丈夫的挣扎远非一场角色扮演游戏那么简单。
求医之路充满荒诞与痛苦：有的医生建议前脑叶白质切除术，有的诊断他是同性恋，更有甚者准备用拘束衣把他当精神病人带走。直到遇见那位德国医生，他讲述了一个关于性别重置手术的未完成故事。"我不会逃跑"，埃纳的承诺在手术室里回荡。当麻醉剂注入血管时，他凝视着镜中那个终于要与自己和解的灵魂。
术后恢复的莉莉在百货公司当售货员，教顾客如何像巴黎女人般优雅地喷洒香水。但街头的霸凌者用拳头提醒她：这个世界尚未准备好接纳这样的存在。过量服用雌激素的莉莉执意提前进行二期手术，临终前她在病床上微笑："上帝创造我时打了个盹，现在错误终于修正了。"
影片最后，格尔达与埃纳的童年挚友汉斯漫步在五棵树下——那曾是埃纳最爱的写生对象。一条丝巾随风飘向天际，如同莉莉终于挣脱束缚的灵魂。这片埃纳笔下反复描绘的风景，最终成为了他/她生命故事的永恒注脚。
这部改编自真实事件的电影，用油画般的质感展现了上世纪20年代欧洲社会对性别认知的局限与突破。从画布到手术台，从哥本哈根到巴黎，一个灵魂寻找真我的旅程，在保守与先锋的碰撞中绽放出令人心碎的光芒。当莉莉在镜前最后一次抚摸自己的面庞时，观众看到的不仅是历史上首批变性者之一的勇敢抉择，更是一个关于自我认同的永恒命题。