En la película Scottie (James Stewart), antiguo inspector retirado de la policía por su tendencia al vértigo, recibe el encargo de un viejo amigo de vigilar a su bella mujer, Madeleine (Kim Novak), que manifiesta claras tendencias suicidas en su comportamiento.
Scottie vigila a la mujer, la salva de ahogarse en el mar, se enamora de ella, pero no consigue, debido a su enfermedad, impedir que ella se precipite al vacío desde lo alto de un campanario.
Sintiéndose responsable de su muerte, cae en una depresión nerviosas hasta que vuelve a emprender uan vida normal, encontrando un día en la calle a una muchacha con cierto parecido a Madeleine. Ella asegura llamarse Judy, pero la verdad es pronto revelada, y nos enteramos de que es la propia Madeleine. Esta no era la esposa sino una empleada de Elster, el amigo de Scottie, y fue su auténtica esposa la que fue arrojada desde lo alto del campanario, ya muerta.
Cuando, por fin, Scottie comprende que Judy era Madeleine, la arrastra por la fuerza al campanario, consigue dominar el vértigo, pero la chica, aterrorizada ante la aparición de una sombra, se precipita desde lo alto del campanario. Scottie la ve caer y queda estático, con los brazos abiertos, no feliz aunque, al menos, liberado.
