Truand du Bronx new-yorkais, Martin Rome a abattu un policier : il était, affirme-t-il, en état de légitime défense ! Grièvement blessé, il est interrogé sur son lit d'hôpital par les inspecteurs Collins et Candella. Ce dernier, qui fut autrefois son ami, le soupçonne d'être également impliqué dans l'affaire De Grazia - une femme assassinée et dépouillée de ses bijoux. Un suspect est sous les verrous mais deux complices, un homme et une femme, sont en cavale : Rome, peut-être, et cette mystérieuse jeune fille qui est venue le voir à l'hôpital et dont personne ne connaît l'identité. Martin nie farouchement ce crime ; mais il veut surtout éviter que l'inconnue - Teena Riconti, sa bien-aimée - ne soit inquiétée. Sachant que les policiers vont tout mettre en uvre pour la retrouver, il convainc Mrs. Pruett, une infirmière, de soustraire la jeune fille à leurs recherches. Succédant aux policiers, un avocat, Niles, tente vainement de persuader Rome d'avouer sa culpabilité dans l'affaire De Grazia et ce, en échange d'une forte somme qui serait versée à sa mère.
Martin s'évade avec la complicité d'un co-détenu, Orvy. Par l'intermédiaire de Tony, son jeune frère, il cherche d'abord à prendre contact avec Teena; mais celle-ci a disparu. Le fugitif se rend chez Niles, où il découvre les bijoux De Grazia. Menacé par l'avocat, il le poignarde après avoir réussi à lui arracher le nom de sa complice, Rose Given. À bout de forces, Rome se réfugie alors chez ses parents. Mais l'arrivée de Candella - qui est un ami de la famille et qui combat l'admiration que Tony voue à son aîné - l'oblige à repartir. Recueilli par Brenda, une ancienne maîtresse, Martin est soigné par un médecin marron. Provisoirement remis, il retrouve Rose Given qui promet, s'il lui remet les bijoux, de l'aider à quitter le pays avec Teena. Les bijoux sont à la consigne, dans le métro ; prévenu par Rome, Candella intervient au moment où Rose en prend possession. Des coups de feu éclatent, le policier est blessé, Rose est arrêtée : l'affaire De Grazia est close.
Informé par Mrs. Pruett, Candella retrouve Martin caché dans une église avec Teena, que l'infirmière avait hébergée. Convaincue par le policier que son amant n'est qu'un assassin aussi lâche qu'égoïste, la jeune fille refuse de le suivre dans sa cavale. Croyant que Candella, blessé, ne pourra le retenir, Rome s'enfuit; il est abattu par l'inspecteur. Face au cadavre de son frère, Tony comprend enfin que le crime ne paie pas. Il pourra compter sur l'amitié de Candella.
La proie fait partie des polars semi-documentaires dont s'enorgueillissait alors la 20th Century Fox. Le producteur Louis de Rochemont, parfois surnommé le "Rossellini américain", avait créé les lois du genre : tournage semi-clandestin en extérieurs, réalisme des situations et exaltation du labeur quotidien des forces de l'ordre.
Siodmak s'adapte sans peine à ces contraintes. Il montre surtout avec brio comment le flic et le truand, issus du même milieu, se ressemblent et pourraient même changer leurs rôles. C'est d'ailleurs Victor Mature qui, à l'origine, devait incarner le méchant. Les moments les plus forts du films sont l'évasion de Martin et le rôle de Rose, la masseuse. (Aurélien Ferenczi pour Télérama).