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

Празднуя свое совершеннолетие в дворцовом парке, принц Зигфрид (нем. Siegfried) веселится среди друзей, однако пролетевшая над парком стая лебедей манит его за собой. В лесу, на берегу озера среди девушек-лебедей принц находит Одетту, добрую фею с короной на голове. Покоренный её красотой и потрясенный её рассказом о преследованиях злым рыцарем Ротбартом (нем. Von Rothbart), Зигфрид клянется 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 оказывает 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 (корона спасала Одетту от преследования). Принц надеется, что девушка-Лебедь уйдет с ним в мир людей. В сказке бурные волны разбушевавшейся на озере стихии поглощают Одетту и Зигфрида.

Премьера спектакля прошла 4 марта 1877 года на сцене Большого театра в Москве в постановке хореографа Юлиуса Резингера. Однако классической стала версия Мариуса Петипа и Льва Иванова (1895). Она лежит в основе большинства последующих постановок «Лебединого озера», кроме крайне модернистских. На сегодняшний день из всех существующих редакций балета едва ли найдутся хотя бы две, имеющие полностью одинаковые театральные партитуры.

В Германии широко распространено мнение о том, что на идею написания музыки к балету повлияло впечатление от Лебединого озера, находящегося в предгорьях Альп в окрестностях города Фюссена. На фото, сделанном со смотровой площадки около известного замка Нойшванштайн, это озеро видно справа, за замком Хоэншвангау.

Балет «Лебединое озеро» ассоциируется с августовским путчем — его демонстрировали по советскому телевидению 19 августа 1991 года, отменив все запланированные передачи.