Simone1924年冬天，9岁的小豆子被作妓女的母亲切掉右手上那根畸形的指头后进入关家戏班学戏。戏班里只有师兄小石头同情关照小豆子。十年过去了，在关师父严厉和残酷的训导下，师兄二人演技很快提高，小豆子取艺名程蝶衣（张国荣饰），演旦角；小石头取艺名段小楼（张丰毅饰），演生角。俩人合演的《霸王别姬》誉满京城，师兄二人也红极一时。二人约定合演一辈子《霸王别姬》。
段小楼娶妓女菊仙（巩俐饰）为妻，依恋着师兄的蝶衣，心情沉重地来到师兄住处，把他用屈辱换来的、师兄向往已久的名贵宝剑赠给小楼，并决定不再与小楼合演《霸王别姬》。在关师傅的召唤下，师兄二人再次合作。
抗战结束后，两人被迫给一群无纪律无素质的国军士兵唱戏，段小楼与士兵冲突，混乱中菊仙流产，而后有士兵以汉奸罪抓走蝶衣。段小楼倾力营救蝶衣，低声下气去求曾经玩弄蝶衣的官僚袁世卿（葛优饰）。菊仙要蝶衣说谎苟且求释，并将小楼不再与蝶衣唱戏的字据给蝶衣看。于是蝶衣在法庭上始终不屈，却因其技艺被国民党高官营救。
解放后，两人的绝艺并没有受到重视，误尝鸦片的程蝶衣嗓音日差，在一次表演中破嗓，决心戒毒，历经毒瘾折磨后在段小楼夫妻的共同帮助下终于重新振作，却被当年好心收养的孩子小四陷害，小四逼着要取代他虞姬的位置与段小楼演出，段小楼不顾后果罢演，菊仙为了大局劝他演，段小楼最终进行了演出 。蝶衣伤心欲绝，从此与段小楼断交。
文革时，磨耐段小楼被小四陷害，并逼他诬陷蝶衣，段小楼不肯，被拉去游街，此时蝶衣却突然出现，一身虞姬装扮，甘愿同段小楼一起受辱，段小楼见蝶衣已经自投陷阱，希望能保护菊仙而在无奈中诬陷蝶衣，甚至说他是汉奸，蝶衣听后痛不欲生。
以为段小楼只在乎菊仙，又看到自己所怨恨的菊仙此刻竟在可怜自己、帮助自己，便将所有的愤懑发泄在菊仙身上，抖出菊仙曾为娼妓，段小楼因此被逼与菊仙划清界线，说从来没爱过菊仙，菊仙在绝望中上吊自杀。
打倒“四人帮”后，师兄二人在分离了22年的舞台上最后一次合演《霸王别姬》，虞姬唱罢最后一句，用他送给霸王的那把注满他感情和幻想的宝剑自刎了，蝶衣在师兄小楼的怀中结束了自己的演艺生涯，也结束了这出灿烂的悲剧。
作为华语影坛的旗帜级作品和享有世界级重要荣誉的电影，《霸王别姬》兼具史诗格局与文化内涵，在底蕴深厚的京剧艺术背景答游神下，极具张力地展示了人在角色错位及面临灾难时的多面性和丰富性，其中蕴含的人性的力量和演员们堪称绝妙的表演征服了全世界的众多电影观众。 该片不但在艺术上被国际影坛认可，而且发行上也获得了成功，影片在法国、美国等西方国家乃至清亏东欧、非洲卖得很好。
作为华语影坛艺术成就最高的影片之一，《霸王别姬》集文艺性和观赏性与一身，在保留导演创作理念的同时，也很好的兼顾了观众的审美情趣，是一部近乎完美的经典电影 。电影描述了中国文化积淀最深厚的京剧艺术以及京剧艺人的生活，细腻地展现了对传统文化、人的生存状态及人性的思考与领悟。
《霸王别姬》充满激情地叙述了一个延续半个世纪的故事。电影不仅具有纵深的历史感，还兼具细腻的男性情谊与史诗格局，它将小人物的悲欢离合掺着半个世纪以来的中国历史发展盘旋纠错地展现出来。
《霸王别姬》是中国电影史上最经典的作品之一，它为张国荣带来了崇高的国际声誉。《霸王别姬》在说两个京剧艺人半世纪的悲欢离合，实则在言中国人对人的生存状态及人性的思考与领悟。
时代的转换与人物命运的转折紧密相联，社会性与民族性紧密相联，信仰与现实紧密相联，陈凯歌说他要拍一个关于“迷恋与背叛”的故事，于是他拍了这样一个“真虞姬、假霸王“的故事，人性的错位与灾难的重击为影片罗致了多面和丰富的戏剧性。加上张国荣对“程蝶衣”近乎完美地演绎，可以说无论从影片还是表演，《霸王别姬》都是中国百年影史上的一座高峰 。
1988年陈凯歌出席电影节时，徐枫主动约他会面，且拿着李碧华的小说专程来见他，见了便说做出这样一部电影非陈凯歌不可。李碧华原小说旧版中的结局是程蝶衣和段小楼若干年后在香港的浴室相见，都没有穿衣服，坦诚相待、回首前尘，感慨不已，然后出得门去，各走各路。陈凯歌跟李碧华说这个结局得改。《霸王别姬》所着意阐发的是关于人性的主题—迷恋与背叛，在创作之前，陈凯歌对两个编剧强调千万不要把人物意识形态化，人物该是谁，你就让他是谁。
