Tijdens de film brengt Jefferies, een fotograaf die vanwege een gebroken been in een rolstoel zit, zijn tijd door met het observeren van de levens van de mensen die tegenover hem op de binnenplaats wonen. Hij begint te vermoeden dat Thorwald zijn vrouw heeft vermoord en wil dit bewijzen, waarbij hij de hulp inroept van zijn vriendin Lisa Freemont (Grace Kelly).
Terwijl Jefferies en Lisa meer bewijsmateriaal verzamelen en Thorwald steeds wanhopiger wordt, neemt de spanning toe. De film bereikt zijn hoogtepunt wanneer Thorwald ontdekt dat Jefferies hem in de gaten heeft en hem probeert te vermoorden. Jefferies weet te ontsnappen en Thorwald wordt in het nauw gedreven door de politie.
De film eindigt met Jeffries die herstelt van zijn beproeving, en een happy end voor hem en Lisa.