Nina, una brillante bailarina que forma parte de una compañía de ballet de Nueva York, vive completamente absorbida por la danza. La presión de su controladora madre, la rivalidad con su compañera Lily y las exigencias del severo director se irán incrementando a medida que se acerca el día del estreno. Esta tensión provoca en Nina un agotamiento nervioso y una confusión mental que la incapacitan para distinguir entre realidad y ficción.

La historia comienza cuado Barbie, que interpreta el papel de Clara, recibe un precioso Cascanueces de madera que le regala su tía favorita. Esa noche, mientras Clara duerme, el Cascanueces cobra vida para rechazar el ataque del perverso Rey Ratón que ha invadido el cuarto de Clara. Esta se despierta y ayuda al Cacanueces pero el Rey Ratón la reduce de tamaño mediante un hechizo mágico. Clara y el Cascanueces se embarcan en una espectacular aventura para encontrar a la Princesa de Azúcar, la única que puede romper el malvado encantamiento del Rey Ratón.

Barbie (Odette) cobra vida en esta su tercera aventura, basada en el famoso cuento de hadas y que cuenta con la música de Tchaikovsky. Un unicornio llamada Lila llega a la aldea de Odette, logra escapar de los cazadores y corre hacia un bosque encantado con la chica pisandole los talones. Allí se encuentra atrapada y transformada en cisne por el malvado Rothbart.