摄影记者杰弗瑞由于一次意外而摔断了一条腿，经常到处周游的他如今也不得不在轮椅上度过一段无聊的日子了。时值纽约的盛夏，周围的邻居们日夜都敞开窗户，闲来无事的杰弗瑞总是喜欢透过后窗观察周围的邻居们——一位体态迷人的舞蹈女演员每天都身穿胸罩短裤、迈着优美的舞步干家务；一位独居的作曲家经常坐在钢琴前创作；一对无子女的夫妇常常在三楼阳台上消暑，每天把小狗放下去玩耍；二楼推销商苏先生的妻子久病卧床，不时可以看见两人口角；一楼的单身女子似乎总也找不到伴侣，被杰弗瑞称为“寂寞芳心”；一对新婚夫妇搬进公寓后就忙不迭地亲热，随即便放下窗帘，此后就难得亮相了……杰弗瑞也并不寂寞，因为如慈母般耐心照料他生活的护士斯泰拉和聪明美丽的女友莉莎经常陪他聊天。
一次，杰弗瑞看到对面窗口的推销商夫妇又一次发生了争执，当晚他就发现那个苏先生3次冒雨拿着大皮箱走出家门。第二天，杰弗瑞发现苏先生正在包裹刀和锯条，苏太太也从她卧病很久的床上消失了。三楼的小狗在楼下玩耍时，总爱在花坛边不停地刨着什么……一切都令杰弗瑞不安。莉莎来了，她也注意到苏先生正在准备一个大箱子，还从太太的包里拿出首饰、戒指，两个人由此得出苏先生杀人分尸的结论。
于是杰弗瑞找来当警察的老友调查此事，但对面楼的房东却说苏太太乘着夜间车去外地疗养了，老友对杰弗瑞和莉莎的杞人忧天不无嘲讽。可过了不久，那只小狗被杀了，杰弗瑞、莉莎和斯泰拉再度紧张起来，为了找到真凭实据，两位女士决定亲自出马。
莉莎在苏先生家中寻找证据时被堵在屋子里，幸亏杰弗瑞及时报警才使她免遭毒手，为了除掉后患，苏先生很快找到杰弗瑞，试图杀人灭口，正当两人扭打的时候，老友带着莉莎和警察赶到，但杰弗瑞还是从楼上摔了下去。
又是一个白天，“寂寞芳心”小姐在作曲家的屋里正欣赏着他的作品；苏先生的住处在重新粉刷；又一只新的小狗出现了；女舞者和一个矮矮的士兵相恋了；新婚夫妇还是经常挂着窗帘……一切又似从前又有了改变。杰弗瑞的双腿都敷上了石膏，莉莎静静地伴在他身边。