Después de romperse una pierna en una misión peligrosa, el fotógrafo profesional Jeff (James Stewart) está confinado en su apartamento de Greenwich Village, en una silla de ruedas mientras se recupera. La ventana de su dormitorio da un patio interior y para matar el tiempo del verano, decide observar a sus vecinos que dejan las ventanas abiertas para soportar mejor el calor. Entre los inquilinos que observa, hay un bailarín, una mujer solitaria, un escultor, un compositor, varias parejas y un vendedor de joyas llamado Thorwald. Todo en la vida de Jeff cambia cuando ve como uno de ellos tiene una acalorada pelea con su mujer. A raíz de este momento se obsesiona y sus observaciones le llevaron a creer que ese vecino de enfrente era un asesino y que acabó con la vida de su esposa.Cada día que pasa se convence más de su teoría y se la cuenta a su novia Lisa Fremont (Grace Kelly). Aunque al principio no le creyese, terminará ayudando al lisiado protagonista a resolver este misteriosos suceso.