Rachel Weisz miała zagrać postać Niny, w którą ostatecznie wcieliła się Natalie Portman.
Do roli Lily kandydowały Eva Green, Rachel McAdams, Emily Blunt i Blake Lively. Ostatecznie zagrała ją Mila Kunis.
Meryl Streep była brana pod uwagę do zagrania roli matki Niny - Eriki.
Przygotowując się do roli Niny, Natalie Portman zrzuciła 20 funtów (ponad 9 kg) wagi, by wcielić się w balerinę.
Natalie Portman wykonywała samodzielnie niektóre sekwencje baletu, ale w wielu ujęciach dublowały ją profesjonalne baleriny Sarah Lane i Kimberly Prosa. Zastępowały one aktorkę, w scenach gdzie należało wykonywać trudniejsze elementy tańca (m. in. fouetté czy pique turn) oraz w momentach, które filmowały nogi i stopy głównej bohaterki. Ponadto, w niektórych ujęciach głowa Portman została cyfrowo naniesiona na ciało Sarah Lane.
W niektórych scenach tańca Milę Kunis dublowała profesjonalna balerina, Maria Ricetto.
Parker Posey była bardzo poważnie brana pod uwagę do zagrania roli Beth Macintyre, lecz Darren Aronofsky zdecydował się zaangażować Winonę Ryder. Lata przed tym, jak rozpoczęto produkcję filmu, kandydatkami do tej roli były również Rachel Weisz i Jennifer Connelly.
Mila Kunis specjalnie do roli w filmie zrzuciła 10 kg.
Summer Glau była przesłuchiwana do drugoplanowej roli, ale jej kwestie zostały ostatecznie wycięte z filmu.
Antonio BanderasAntonio Banderas i Hugh JackmanHugh Jackman byli brani pod uwagę do wcielenia się w rolę Thomasa Leroya.
Gdy Nina wraca do domu po tym, jak dowiaduje się, że dostała rolę, szuka swojej matki, a w lustrze odbija się operator kamery.
Gdy Nina dostaje rolę i wraca do domu, staje naprzeciw drzwi wejściowych do swojego mieszkania i ma wtedy na sobie biały szalik, okręcony wokół jej szyi. Wkłada wtedy klucz do zamka, drugą dłoń kładzie na klamce i wchodzi do środka, ale szalik leży teraz na jej ręce.
Gdy w kulminacyjnym punkcie swojego występu Nina przeobraża się w czarnego łabędzia, a kamera zbliża się najpierw do jej lewej ręki, a później do prawej, po lewej stronie ekranu na kilka sekund pojawia się czarny pasek.
Na początku filmu Nina odnosi się do choreografii z teatru Bolszoj. Pierwotnie uwerturę odgrywano z zasłoniętymi kurtynami; odsłonięcie ich, by pokazać Rothbarta wyklinającego Odettę, to amerykański wynalazek z przełomu XX i XXI wieku. Niektóre teatry baletowe zaczęły stosować to rozwiązanie, ale wśród nich na pewno nie znalazłyby się wielkie rosyjskie firmy, które pozostają wierne oryginałowi.
Zdjęcia do filmu zrealizowano w Nowym Jorku i Purchase (Nowy Jork, USA).
Natalie Portman, przygotowując się do roli Niny, zaczęła trenować balet rok przed rozpoczęciem zdjęć do filmu. W dodatku, jak ujawnił reżyser Darren Aronofsky, płaciła za treningi z własnej kieszeni, dopóki obraz nie znalazł inwestorów.
Pierwotnie planowano osadzenie fabuły filmu w Paryżu, a nakręcenie w Budapeszcie, ale pomysł porzucono ze względów budżetowych i twórczych.
Ścieżka dźwiękowa, skomponowana przez Clinta Mansella to wariacja na temat "Jeziora Łabędziego" skomponowanego przez Czajkowskiego. Muzykę nagrano od tyłu i zniekształcono.
Podczas kręcenia jednej ze scen, Natalie Portman niefortunnie uderzyła się w głowę, wywołując wstrząśnienie mózgu.
Podczas jednej ze scen tańca Natalie Portman doznała kontuzji żeber. Rekonwalescencja zajęła sześć tygodni, zaś aktorka musiała uważać na planie, by uniknąć nawrotu urazu.
W filmie występuje 139 scen tańca. 111 osobiście zagrała Natalie Portman, zaś pozostałe 28 ujęć było dziełem dublerki, Sarah Lane.
Zdjęcia do filmu kręcono od 1 grudnia 2009 roku do 14 lutego 2010 roku.