演生角的段小楼（张丰毅 饰）与演旦角的程蝶衣（张国荣 饰）是自小在一起长大的师兄弟。两人合演的《霸王别姬》誉满京城，程蝶衣对师哥的感情正如虞姬——从一而终，而艺名段小楼的师哥只把蝶衣当兄弟，并且迎娶了同样命运多舛的风尘女子菊仙。

蝶衣随即和菊仙争风吃醋，而且在绝望中投向此时身边唯一欣赏他的官僚袁世卿，任自己沉沦。二人斗气，被师傅教训要他们和好，菊仙阻挠，并且暗示蝶衣在吸食鸦片，问做师傅的管不管，隐晦地表达了师傅偏心，这惹狂了段小楼，要打菊仙，菊仙气急说出自己已有身孕。后来师傅猝死，蝶衣和段小楼两人又重新收养了蝶衣多年前带回来戏班的弃婴小四，勉强和好。

影片通过三位主人公的同性恋和异性恋的矛盾，把他们的命运和历史背景融合到一起，展现出他们情感上的纠缠和交葛。蝶衣从小依赖师兄小楼，这种依赖演变为一种爱情，但是小楼回对待他的感情却显得暧昧和模糊。而小楼和菊仙的异性恋，也是菊仙更为明显。小楼始终是一个模糊的状态，也许是因为害怕，这种害怕在文革期间表现的更为明显。然而这种矛盾还是以生命的终结画上了悲剧性的色彩。