ג'יימס סטיוארט (James Stewart) מגלם צלם שנמצא בכיסא גלגלים לאחר תאונה, ומבלה את רוב זמנו בביתו כשהוא מסתכל מהחלון האחורי של דירתו. מתוך סקרנות ותשוקה למלאכתו, הוא מתחיל להציץ בחיי השכנים שמתגוררים סביבו, מתעד כל תנועה ומתבונן בפרטים הקטנים שמתרחשים במרחב המשותף. עם הזמן, הוא מבחין בהתנהגות חשודה של אחד השכנים ומתחיל לחשוד שמא הוא ביצע רצח. החשדות שלו מעוררים בו צורך עז להבין את האמת, והוא מחליט לשתף את גרייס קלי (Grace Kelly), חברתו, בממצאים שלו. השניים יוצאים למסע של גילוי ומתח, כשהם מתמודדים עם הסכנות הגלומות בחקירה עצמאית של פשע סמוי. במהלך המעקב והחקירה, הקשר ביניהם מתחדש ומתחזק, והם מתקרבים זה אל זו מחדש. הצלם, המוגבל פיזית אך חד מנטלית, משתמש בתושייה ובתצפית שלו כדי לנסות לפתור את התעלומה שנרקמת מול עיניו. העלילה מתפתחת במתח גובר, כשהוא מנסה לאסוף ראיות ולהבין מה באמת קרה, תוך כדי שהוא מתמודד עם סכנות בלתי צפויות שמאיימות על ביטחונו האישי ועל מערכת היחסים שלו עם גרייס קלי. כל זאת מתרחש במסגרת דינמית של צפייה מתמדת, שבה החלון האחורי הופך לחלון אל עולם מסתורי ומסוכן, שבו כל פרט קטן יכול להיות מפתח לפתרון התעלומה. Rear Window הוא סיפור על תצפית, חשדנות, אהבה ומאבק בין טוב לרע, שבו כל תנועה וכל מבט יכולים לשנות את מהלך הדברים.
