경찰관인 스카티 퍼거슨(제임스 스튜어트)은 높은 곳에 올라가면 심각한 현기증을 느끼는 고소공포증 때문에 경찰을 그만 두고 사립탐정의 길로 들어서게 된다. 어느 날 그는 대학 친구였던 개빈 엘스터(톰 헬모어)로부터 망령에 사로잡힌 자신의 부인 매들린(킴 노박)을 미행해 달라는 부탁을 받는다. 스카티는 잠시 망설이지만 곧 그녀의 신비로운 모습에 매혹되어 홀린 듯이 그녀의 뒤를 쫓는다. 얼마 후 그는 금문교 아래에서 강물에 뛰어든 매들린을 구한 후로 그녀와 사랑에 빠지고 매들린 역시 그에게 사랑을 느끼게 된다.