攝影記者傑弗瑞由於一次意外而摔斷了一條腿，經常到處周遊的他如今也不得不在輪椅上度過一段無聊的日子了。時值紐約的盛夏，周圍的鄰居們日夜都敞開窗戶，閑來無事的傑弗瑞總是喜歡透過後窗觀察周圍的鄰居們——一位體態迷人的舞蹈女演員每天都身穿胸罩短褲、邁著優美的舞步幹家務；一位獨居的作曲家經常坐在鋼琴前創作；一對無子女的夫婦常常在三樓陽台上消暑，每天把小狗放下去玩耍；二樓推銷商蘇先生的妻子久病臥床，不時可以看見兩人口角；一樓的單身女子似乎總也找不到伴侶，被傑弗瑞稱為“寂寞芳心”；一對新婚夫婦搬進公寓後就忙不迭地親熱，隨即便放下窗簾，此後就難得亮相了……傑弗瑞也並不寂寞，因為如慈母般耐心照料他生活的護士斯泰拉和聰明美麗的女友莉莎經常陪他聊天。
一次，傑弗瑞看到對麵窗口的推銷商夫婦又一次發生了爭執，當晚他就發現那個蘇先生3次冒雨拿著大皮箱走出家門。第二天，傑弗瑞發現蘇先生正在包裹刀和鋸條，蘇太太也從她臥病很久的床上消失了。三樓的小狗在樓下玩耍時，總愛在花壇邊不停地刨著什麼……一切都令傑弗瑞不安。莉莎來了，她也注意到蘇先生正在準備一個大箱子，還從太太的包裏拿出首飾、戒指，兩個人由此得出蘇先生殺人分屍的結論。
於是傑弗瑞找來當警察的老友調查此事，但對麵樓的房東卻說蘇太太乘著夜間車去外地療養了，老友對傑弗瑞和莉莎的杞人憂天不無嘲諷。可過了不久，那隻小狗被殺了，傑弗瑞、莉莎和斯泰拉再度緊張起來，為了找到真憑實據，兩位女士決定親自出馬。
莉莎在蘇先生家中尋找證據時被堵在屋子裏，幸虧傑弗瑞及時報警才使她免遭毒手，為了除掉後患，蘇先生很快找到傑弗瑞，試圖殺人滅口，正當兩人扭打的時候，老友帶著莉莎和警察趕到，但傑弗瑞還是從樓上摔了下去。
又是一個白天，“寂寞芳心”小姐在作曲家的屋裏正欣賞著他的作品；蘇先生的住處在重新粉刷；又一隻新的小狗出現了；女舞者和一個矮矮的士兵相戀了；新婚夫婦還是經常掛著窗簾……一切又似從前又有了改變。傑弗瑞的雙腿都敷上了石膏，莉莎靜靜地伴在他身邊。