Charlie Oackley ist ein Witwenmörder, der mehrere wohlhabende Damen der Gesellschaft auf dem Gewissen hat. Um sich vor der Polizei zu verstecken, reist er zu seiner Schwester Emma, die mit ihrem Mann Joseph Newton und ihrer Tochter Charlie in Kalifornien lebt. Ein Detektiv ist ihm bereits auf den Fersen und trifft ebenfalls im Haus der Newtons ein. Doch bevor er die Wahrheit aufdecken kann, stirbt der Verdächtige bei einem Unfall. Nur die kleine Charlie scheint ihm auf die Schliche gekommen zu sein.

Zu einem der Lieblingsthemen von Alfred Hitchcock gehörten Plots, bei denen eine ganze Familie in Bedrängnis gerät, wie zum Beispiel bei seinen zwei Versionen von "Der Mann, der zuviel wusste". Mit "Im Schatten des Zweifels" inszenierte er das gleichnamige Theaterstück von Thornton Wilder, das sich zu einem spannenden Katz-und-Maus-Spiel zwischen Onkel und Nichte entwickelt. Der Film zählt als komplexer, düsterer Film Noir zu einem der besten Werke des Regisseurs.