Lili Elbe bliver født som Einar Wegener og lever som sådan, indtil Einar møder Gerda på kunstakademiet. De bliver forelskede, gifter sig og lever begge som kunstnere – Einar noget højere anskrevet for sine landskabsmalerier end Gerda for sine portrætter. Men i deres tætte følelsesmæssige og arbejdsmæssige samarbejde opstår der en metamorfose for dem begge: En dag skal Einar stå model for Gerda i en kjole, og i det øjeblik dukker Lili endelig frem til overfladen. Efter den første forvirring er Gerda klar til at acceptere sin elskede for det, hun er, men omverdenen – selv ikke kunstnerkredsen i København – er helt så forstående, så parret drager til Paris, hvor Lilis mod til at bære sin sande identitet inspirerer Gerda til at finde sin sande identitet som kunstner. Men tøj, parykker og makeup er ikke nok for Lili, og med støtte fra Gerda opsøger hun en tysk læge, der indvilger i fysisk at fuldende forvandlingen. Med Oscar®-vinderen Eddie Redmayne og svenske Alicia Vikander som det danske Wegener-par fortæller ”Den danske pige” den sande historie om den første transperson, der fik foretaget en kønskorrigerende operation, Lili Elbe. Tom Hooper – Oscar®-vinder for ”Kongens store tale” – har instrueret filmen, der til dels er optaget i København.