Dans le quartier new-yorkais de Greenwich Village, par un été torride, le reporter photographe LB Jefferies se retrouve immobilisé dans son appartement après un accident. Seul avec le plâtre qui enserre sa jambe et le cloue dans son fauteuil, il s'ennuie. Pour tuer le temps, il épie ses voisins et pénètre chaque jour davantage dans leur intimité. C'est ainsi qu'il s'intéresse de plus en plus à Lars Thorwald, une sombre brute qu'il a surpris en train de se disputer avec sa femme. Il en vient à le soupçonner d'avoir assassiné la malheureuse. Lisa Fremont, qui visite souvent Jefferies, auquel elle porte une tendre attention, partage bientôt son obsession...