Alors que Gerda, portraitiste académique peine à vendre ses tableaux, son mari, Einar Wegener, est un peintre paysagiste en vogue. Gerda lui demande un jour de poser dans la robe d'Ulla, leur amie et modèle, absente. Amusée par son aisance, elle lui suggère de se travestir au bal des artistes. Einar, alias Lili, donne le change et séduit Henrik, homosexuel qui le perce à jour. La notoriété de Gerda grandit grâce à ses nus de Lili, mais elle s'inquiète d'un mari qui s'approprie peu à peu sa nouvelle identité féminine. Les médecins qu'ils consultent ne proposent rien. Le couple quitte le Danemark quand Gerda a l'opportunité d'exposer à Paris. Marchand de tableaux, Hans Axgil propose d'aider Gerda en constatant le travestissement d'Einar, son ami d'enfance, qu'il avait embrassé par le passé. Avec le soutien indéfectible de Gerda et les conseils de Hans, rendez-vous est pris avec le docteur Warnerkros, qui propose à Einar une première historique : une opération risquée de transition sexuelle. Bien qu'affaiblie, Lili retrouve sa complicité avec Gerda à leur retour au Danemark et s'épanouit dans son nouvel emploi de vendeuse de parfums. Gerda souffre pourtant de l'absence de vie sexuelle conjugale, d'autant qu'elle surprend Lili en compagnie d'Henrik. Lili, pressée d'être libérée de ses organes génitaux masculins, enchaîne les opérations. Elle meurt de complications chirurgicales, dans les bras de Gerda. Celle-ci, accompagnée de Hans, admire un paysage qui servit de modèle à Einar...