Resum (amb espòilers)
Recuperant-se d'una cama trencada, el fotògraf professional L. B. "Jeff" Jefferies es troba confinat a una cadira de rodes al seu apartament de Greenwich Village, Manhattan. La seva finestra posterior dóna a un pati i altres apartaments. Durant una intensa onada de calor, observa els seus veïns, que mantenen les finestres obertes per mantenir-se frescos. Són una dona solitària a qui Jeff sobrenomena "Miss Lonelyhearts", una parella de recent casats, una pianista, una bonica ballarina sobrenomenada "Miss Torso", una parella de mitjana edat que té un gos petit que li agrada cavar al jardí de flors, i Lars Thorwald, un viatger. venedor de bijuteria amb una dona enllitada.
Jeff rep regularment la visita de la seva núvia, Lisa Fremont, i una infermera anomenada Stella. Una nit després d'una discussió amb la Lisa, Jeff està sol al seu apartament i sent una dona cridar: "No ho facis!" i el so del vidres trencats. Més tard aquella nit, durant una tempesta, observa a Thorwald fent repetits viatges nocturns portant una maleta. L'endemà al matí, en Jeff s'adona que la dona de Thorwald ha marxat i el veu netejant un ganivet gran i una serra de mà. Thorwald també fa que els homes en moviment treguin un gran tronc. Jeff es convence que Thorwald ha assassinat la seva dona, i ho comparteix amb Lisa i Stella, que se'l creuen quan observen que Thorwald actua de manera sospitosa. Jeff truca al seu amic Tom Doyle, un detectiu de la policia de Nova York, i li demana que investigui Thorwald. Doyle no troba res sospitós; pel que sembla, la senyora Thorwald és al nord de l'estat.
Poc després, el gos del veí es troba mort. L'amo angoixat crida i tothom corre cap a les seves finestres excepte Thorwald, que s'asseu tranquil·lament al seu apartament fosc. Segur que Thorwald va matar el gos, Jeff li telefona per atreure'l perquè l'Stella i la Lisa puguin investigar. Creu que Thorwald va enterrar alguna cosa al llit de flors i va matar el gos perquè hi estava excavant. Quan Thorwald se'n va, la Lisa i l'Stella desenterran les flors però no troben res.
Per a la sorpresa i l'admiració de Jeff, la Lisa puja per l'escala de bombers a l'apartament de Thorwald i s'enfila per una finestra oberta. Jeff i Stella es distreuen quan veuen que la senyoreta Lonelyhearts treu unes pastilles i escriu una nota, s'adonen que intentarà suïcidar-se. Truquen a la policia però abans que puguin denunciar-ho, la senyoreta Lonelyhearts s'atura, obre la finestra per escoltar la música del pianista. Thorwald torna i s'enfronta a la Lisa, i Jeff s'adona que Thorwald la matarà. Truca a la policia i informa d'una agressió en curs. La policia arriba i arresta la Lisa quan Thorwald indica que ha entrat al seu apartament. Jeff veu la Lisa tímidament assenyalant el seu dit amb l'anell de noces de la senyora Thorwald. Thorwald també ho veu i, adonant-se que està fent senyals a algú, veu Jeff a través del pati.
Jeff telefona a Doyle i deixa un missatge urgent mentre Stella va a treure la Lisa de la presó. Quan sona el seu telèfon, Jeff assumeix que és Doyle, i li diu que el sospitós ha marxat. Quan ningú respon, s'adona que era Thorwald trucant. Thorwald entra a l'apartament fosc d'en Jeff i Jeff activa una sèrie de bombetes de càmera per cegar-lo temporalment. Thorwald empeny Jeff per la finestra i Jeff, pendent, crida per demanar ajuda. La policia entra a l'apartament, Jeff cau i els agents a terra trenquen la seva caiguda. Thorwald confessa a la policia que va assassinar la seva dona.
Uns dies després, Jeff descansa a la seva cadira de rodes, ara amb guix a les dues cames, i torna a vigilar els veïns. La parella de la qual va matar el gos té un nou cadell, els nuvis tenen la seva primera discussió, el veritable amor de la senyoreta Torso torna de la guerra, la senyoreta Lonelyhearts comença a veure el pianista i l'apartament de Thorwald està sent reformat. La Lisa està amb Jeff, llegint un llibre titulat Beyond the High Himàlaia. Després de veure que està dormint, ella obre feliçment una revista de moda.
