The Danish girl retrace la remarquable histoire d'amour de Gerda Wegener et Lili Elbe, née Einar Wegener, l'artiste danoise connue comme la première personne à avoir subi une chirurgie de réattribution sexuelle en 1930. Le mariage et le travail de Lili et Gerda évoluent alors qu’ils s’embarquent sur les territoires encore inconnus du transgenre.

La psychiatre Cara Harding est spécialisée dans l'étude des tueurs en série. Son père, lui-même psychiatre de renom, lui soumet le cas étrange de David, patient atteint de schizophrénie. Cara découvre bientôt que les multiples personnalités de David sont toutes les victimes de meurtres sordides. Elle doit alors résoudre ce redoutable cas clinique qui va la mener aux frontières de la folie...