1940년대 뉴욕. 매력적이고, 냉소적인 언어의 소유자인 선원 마이클 오하라는 우연히 미국 최고의 변호사이자 부호인 아서 베니스터의 부인 엘사를 만난다. 강도로부터 엘사를 구한 마이클은 첫눈에 엘사에게 반하고, 엘사 또한 돈 때문에 결혼한 남편과는 달리 젊은 선원 마이클을 사랑하게 된다. 베니스터가 부인을 구해준 고마움으로 자신의 지중해 항해에 마이클을 선원으로 채용하면서 세 사람의 오묘한 관계는 시작된다. 시종일관 마이클로부터 눈을 떼지 못하는 엘사와 엘사를 거부하지 못하는 마이클앞에 두 사람의 관계를 눈치챈 베니스터의 동료 조지 그리스비가 접근한다. 그는 현재의 삶에서 도망치고 싶으니, 마이클에게 자신을 죽여달라는 부탁을 하고, 그 대신 5천 달러를 주겠다는 거래를 한다. 그리고 자신은 소리 소문 없이 사라져 주겠다는 것. 평소 이성적이던 마이클도 엘사와의 사랑에 눈이 멀어 그의 거래를 받아들이기로 하는데... 그러나 사라지기로 한 그리스비가 시체로 발견되고, 마이클은 살인혐의로 기소된다. 베니스터는 자청하여 마이클의 변론을 맡게 된다. 과연 마이클의 운명은?


영화사상 가장 바로크적인 필름 느와르 영화라 불릴만한 작품으로 <길다>의 유명한 팜므파탈이며 웰스의 부인이던 리타 헤이워스가 엘자 역을 맡았다. 앙드레 바쟁은 <상하이에서 온 여인>을 두고 <시민 케인>과 <위대한 앰버슨가>에 사용한 실험적 기법과 테크닉을 포기했지만, 웰스의 영화들 가운데 가장 풍부한 의미를 담고 있다고 말했다. 마지막의 거울 방에서의 총격 장면은 수많은 영화들이 모방했을 정도로 유명한 장면으로 기억에 남는다.