退役警探约翰·弗格森（詹姆斯·斯图尔特 James Stewart 饰）的同学加文·埃尔斯特（汤姆·赫尔莫 Tom Helmore 饰）是造船商。他请求约翰跟踪自己的妻子，并称妻子经常被鬼魂附身。随后，约翰按照加文的指示，在厄尼餐厅见到了一位美丽的女人（金姆·诺瓦克 Kim Novak 饰）。经过跟踪，约翰发现女人确有不同寻常的行为：开车出门，去花店买花，去墓园在卡洛塔·巴尔德斯的碑前驻足，去荣勋宫博物馆凝视卡洛塔画像，最后进入麦基屈克旅馆并出现在二楼的一扇窗前。约翰随即进入旅馆调查，发现女人登记名为卡洛塔·巴尔德斯，但其房中无人。卡洛塔·巴尔德斯究竟是何方神圣，鬼魂真的能附身活人吗？旧金山侦探约翰·“斯科蒂”·弗格森在一场屋顶追逐中，一名警察同事坠楼身亡，之后，他因恐高和眩晕而退休。斯科蒂试图克服恐惧，但他的前未婚妻、内衣设计师玛乔丽·“米奇”·伍德表示，另一次严重的情绪冲击可能是唯一的治疗方法。大学时期的熟人加文·埃尔斯特让斯科蒂跟随他的妻子玛德琳，声称她一直行为怪异，精神状态不正常。斯科蒂不情愿地同意了，并跟随玛德琳去了一家花店，在那里她买了一束花，去了圣弗朗西斯科阿西斯教堂和卡洛塔·瓦尔德斯（Carlotta Valdes，1831-1857）的坟墓，然后去了荣誉军团艺术博物馆，在那里她凝视着肖像卡洛塔. 他看着她进入麦基特里克酒店，但经过调查，她似乎并不在那里。当地历史学家解释说，卡洛塔·瓦尔德斯自杀了：她曾是一位富有的已婚男子的情妇，并为他生了孩子；本来没有孩子的男人留下了孩子，把卡洛塔扔到一边。加文透露卡洛塔（他担心卡洛塔占有玛德琳）是玛德琳的曾祖母，尽管玛德琳对此一无所知，也不记得她去过的地方。斯科蒂跟踪玛德琳到了波因特堡，当她跳进海湾时，斯科蒂救了她。第二天，玛德琳停下来给斯科蒂写了一封感谢信，他们决定一起度过这一天。他们前往17 英里大道上的缪尔森林 (Muir Woods)和赛普拉斯角 (Cypress Point) ，玛德琳 (Madeleine) 在那里跑向大海。斯科蒂抓住她，他们拥抱在一起。第二天，玛德琳拜访了斯科蒂并讲述了一场噩梦。斯科蒂将其地点确定为圣胡安包蒂斯塔教会，卡洛塔童年的家。他开车送她去那里，他们表达了对彼此的爱。玛德琳突然跑进教堂，跑上钟楼。斯科蒂因恐高而停在台阶上，看到玛德琳坠落身亡。死亡被宣布为自杀。加文并没有责怪斯科蒂，但斯科蒂崩溃了，变得临床抑郁症并被送往疗养院，几乎患有紧张症。获释后，斯科蒂经常去玛德琳去过的地方，经常想象自己看到了她。有一天，他注意到街上有一位女士，尽管她的外表不同，但她让他想起了玛德琳。斯科蒂跟着她来到她的酒店房间，在那里她自称朱迪·巴顿，来自堪萨斯州萨利纳。朱迪的闪回显示她就是斯科蒂所认识的“玛德琳·埃尔斯特”。她在一场精心策划的谋杀计划中冒充加文的妻子。朱迪起草了一封给斯科蒂的信，解释她的参与：加文故意利用斯科蒂的恐高症，在明显的“跳自杀”中代替了他妻子刚被杀的尸体。然而，朱迪撕毁了这封信并继续玩这个游戏，因为她爱斯科蒂。他们开始见面，但斯科蒂仍然沉迷于“玛德琳”。他要求朱迪换衣服，把头发染成玛德琳的样子。朱迪答应了，希望他们最终能在一起找到幸福，他注意到她戴着卡洛塔画中描绘的项链。斯科蒂意识到了真相，但没有告诉自己，并坚持开车送朱迪回传教区。在那里，他告诉她他必须重演导致他疯狂的事件，并承认他现在知道“玛德琳”和朱迪是同一个人，并且知道朱迪在被抛弃之前是加文的情妇。斯科蒂强迫她爬上钟楼，让她承认自己的欺骗行为。斯科蒂到达顶峰，终于克服了恐高症。朱迪承认加文付钱给她，让她冒充“着魔”的玛德琳。朱迪恳求斯科蒂原谅她，因为她爱他。他拥抱了朱迪，但一个影子——实际上是一名正在调查噪音的修女——从塔楼的活板门升起，吓了她一跳。朱迪突然向后猛冲，不慎摔倒身亡。斯科蒂再次失去亲人，但恐高症已经痊愈，当