天授二年，魏州发生了一起骇人听闻的事件。一当铺老板被害，百姓传言是冥神所为，甚至有人还亲眼见过冥神设宴。民间众说纷纭，皆指武后乱政导致天怒人怨。消息传回京城，武则天震怒，遂命令狄仁杰前往勘查此事。狄仁杰携龙景、柳月儿前往魏州，魏州刺史顾先令向狄仁杰等人陈述案情，并认为是冥神作祟，狄仁杰怒斥其昏庸。随后狄仁杰来到案发当铺询问。当铺老板娘告知狄仁杰，在当铺老板死前几日便得到了一张夜宴图，随后整日将自己关在家中琢磨。突然有一日便兴高采烈的带着夜宴图出门，却没想到死在了路上。

武周时期，豫州刺史为早逝的儿子操办冥婚，不料妙龄新娘的尸身突然异变成一具白骨骷髅大开杀戒，所杀之人皆化作森森白骨，惨烈现场只留下一句话“武后死，李唐兴”。武后震怒，急命贴身美女高手尉迟晴协助狄仁杰督办此案。狄仁杰将怀疑的矛头直指李氏子孙越王李贞，却遇骷髅攻击李贞，在狄仁杰与骷髅的混战之中，罹难的百姓竟也变成骷髅并融合成为一个巨大的骷髅将军。案件迷雾重重，狄仁杰能否拨云见日，揪出幕后之人？

狐妖夜出谣言四起，百万银饷离奇失踪，押饷士兵无一生还。大理寺卿率人奔赴查案，却遭埋伏身亡，尸体形状诡异。天后震怒，狄仁杰为还将士真实情况而破悬案，历经生死踏上了破解狐妖阴谋的冒险之路。背后的阴谋是权臣的勾结，还是鬼魅横行，谜团最终能否解开……

本片讲述了狄仁杰在一片乱局一种受命调查通天教主奇案，一路上历经艰险，凭借聪明才智破解了真相，救出了被绑架的武则天，并拆穿通天教主的真身，挽留了国家于为难的故事。

该片讲述的是未入朝堂前的青年狄仁杰在恋人公孙玉和好友杨卢的帮助下，通过案件调查抽丝剥茧，智破长安城中“庆忌”小妖杀人案，以及勇保家国社稷和黎民百姓的故事。

大唐年间，西都边境小城发生连环凶杀案，民众夜间看到神秘兵团运送财宝。武则天令狄仁杰前去探案，狄仁杰了解到见过神秘兵团的人接连丧命，就连现场尸首也呈现“沙化”现象。前来寻亲的少侠元思与调查案件陷入困境中的狄仁杰携手解密，在两人的共同努力下，一场颠覆大唐的阴谋逐渐浮出了水面。

天后武则天寿宴之际，突然传出“赤目怪物”作乱迷案，武则天命令狄仁杰督办此案。狄仁杰与徒弟陈江桥来到房州调查案件，偶遇同来调查该案的不良人沈青青。三人通过对案件的调查，逐渐靠近“赤目怪物”背后的真相，并由此引发一系列连环事件。在处理这一系列事件的过程中，狄仁杰刚正不阿，将黎民苍生置于首位，表达了一种“天下兴亡匹夫有责”的责任感与使命感，最终成功破获迷案。

武周时期，御史中丞胡显德一家被杀，武则天命狄仁杰前往调查。狄仁杰调查发现，原本老实本分的胡显德离奇般参与了一场大案，狄仁杰不禁生疑，察觉此案可能是一个案中案。狄仁杰查案过程中，不断遇见各种诡异事件，案件相关人员也接连离奇死亡。伴随着阴兵索命，案件一筹莫展，狄仁杰被巨大的阴谋笼罩……

武则天借万象神宫落成之际，安排能工巧匠利用阳光折射的技巧，使得万象神宫的金顶凤凰变活，展翅飞翔，并且还引来万鸟朝凤的祥瑞奇观，引得百官惊呼武则天乃是天之神女，天命所归，而武则天便可以借此良机，顺利登基，岂料风云突变，天空出现天宫，并降下石头神将砸毁金顶凤凰，让祥瑞变凶兆，武则天大怒，再次急招狄仁杰回京彻查此案！狄仁杰再次临危受命，见招拆招，以其特有的智慧和创造力，破解了又一起奇案！

长安城发生离奇杀人事件，狄仁杰为查找真相，一路跟随踪迹与凶手周旋，甚至被奸人陷害入狱，最终狄仁杰通过缜密的分析抓到了真正的凶手，长安城恢复了往日的宁静。