Durante la película, Jefferies, un fotógrafo confinado a una silla de ruedas debido a una pierna rota, pasa su tiempo observando la vida de las personas que viven frente a él en el patio. Comienza a sospechar que Thorwald ha asesinado a su esposa y se propone demostrarlo, consiguiendo la ayuda de su novia Lisa Freemont (Grace Kelly).
A medida que Jefferies y Lisa reúnen más pruebas y Thorwald se vuelve cada vez más desesperado, la tensión aumenta. La película alcanza su clímax cuando Thorwald descubre que Jefferies lo persigue e intenta matarlo. Jefferies logra escapar y Thorwald es acorralado por la policía.
La película termina con Jeffries recuperándose de su terrible experiencia y un final feliz para él y Lisa.