Gregory Anton (Charles Boyer), un pianista, seduce a Paula Alquist (Ingrid Bergman) durante sus vacaciones en Italia. Éste le sugiere que regresen a Londres y vuelvan a ocupar la casa que ella ha heredado de su tía, que ha sido misteriosamente asesinada poco tiempo antes.
Al principio son felices, pero pronto empiezan a ocurrir una serie de extraños acontecimientos. Poco a poco, Anton va minando la tranquilidad de ánimo y la confianza en sí misma de Paula, quién, con el tiempo, empieza a dudar de su propia cordura. Él no deja de recordarle que últimamente se ha vuelto terriblemente olvidadiza, y la empieza a reprender por infracciones menores que pornto se vuelven más serias. Cuando ella da señales primero de miedo y luego de histeria, él se limita a mostrarle su desprecio y su fría desaprobación. La cariñosa conducta de antaño se vuelve glacial y Gregory comienza a acusar a Paula de robar objetos y de olvidar luego dónde los ha puesto. Finalmente la encierra en casa y, durante algún tiempo, Paula se convence de que Gregory está tratando de disciplinar su descuidada forma de ser y preocuparse por su bienestar. Sin embargo, las dudas no tardan en llegar.
Mientras, Brian Cameron (Joseph Cotten), un detective de Scotland Yard que ha sido advertido de las actividades de Anton, vigila la casa constantemente, abriga sospechas cada vez más fundadas acerca de lo que ocurre en el interior y decide volver a abrir el caso del asesinato de la tía de Paula.