Vértigo sigue la historia de John "Scottie" Ferguson, un detective retirado de la policía de San Francisco que se vio obligado a jubilarse anticipadamente porque un incidente en el cumplimiento del deber le ha llevado a desarrollar acrofobia (un miedo extremo a las alturas) y vértigo (una falsa sensación de movimiento de rotación). Scottie intenta vencer su miedo, pero su amiga y ex novia Midge Wood dice que otro shock emocional grave puede ser la única cura. Gavin Elster es un rico constructor naval y conocido de Scottie desde la universidad que se acerca a él para contratarlo como investigador privado para seguir a su esposa, Madeleine, pues teme que se esté volviendo loca, tal vez incluso contemplando el suicidio, ya que cree que ha sido poseída por un antepasado muerto que se suicidó. Scottie es escéptico, pero acepta la tarea después de ver a la hermosa Madeleine, quien pone al límite sus miedos.
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