Nei primi anni Venti a Copenaghen l’artista Gerda Wegener (Alicia Vikander) chiede a suo marito Einar Wegener (Eddie Redmayne) di posare come modello, ma vestito da donna. La popolarità dei suoi ritratti porta Gerda a ritrarre suo marito più volte in abiti femminili. Intanto, però, Einar sviluppa un’attrazione particolare per le fattezze e l’abbigliamento femminili e comincia a a vivere come una donna, facendosi chiamare Lili Elbe. Alla fine Elbe diventa la prima persona a cambiare sesso con un’operazione chirurgica e Gerda supporta la sua decisione, anche se  Gerda realizza che Lili non è più la persona che ha sposato. Un amico d’infanzia di Einar, Hans Axgil (Matthias Schoenaerts) viene allo scoperto e costruisce un complesso triangolo amoroso.