武周年间，帝京长安接连发生了几起离奇死亡案件。因为死因不明，忠烈祠飞天壁画杀人的谣言愈演愈烈。百姓纷纷认为是天降不祥，人心惶惶。在地方屡破奇案的狄仁杰和神武军都尉谢瑶环奉命一起调查此案，最终不仅破除了谣言，抓住了真凶，还化解了一段二十余年的恩怨。

唐时，太平公主做了个骑着“银雪白马”驰骋月下的“仙境之梦”，女方士玄姬为其释梦，白马为“天马”，并令公主“梦想成真”。玄姬受宠，此时大唐神探狄仁杰侦破了一起“灭门案”，却竟是因为“天马”而酿成的一幕生命悲剧。

武则天登基前，“无头神将”怪物奇袭皇陵，屠杀官兵和工匠。武后派民间神探狄仁杰调查此案。狄仁杰多次涉险后终于发现幕后黑手的身份和无头神将的真面目。敌人袭击祭天大典，狄仁杰摧毁“无头神将”，击溃敌人，保护了武后。

唐朝武周时期，原本平静的江州发生命案。唐老爷在寿宴之上被一个名叫修杰的乐师行刺，但所幸只受到了轻伤，却没想到最后还是难逃厄运，竟在宴会之后离奇死亡。大理寺狄仁杰奉命调查，前往唐府。

皇帝久卧病榻，疏于朝政，贪腐盛行！朝廷下拨军饷莫名失踪二十余万两，太师传旨命狄仁杰侦破当朝罕见悬案，不料贪污军饷的王将军忽然暴毙，使案件更是一瞬失去线索，狄仁杰与柔儿前往营中调查。