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公元653年。唐高宗皇位未稳急于用泰山封禅彰显皇威。自认血统高贵的安王李承道，卧薪尝胆图谋夺回皇位。李承道派死士暗中阻杀，泰山封禅在一场腥风血雨中惨淡收场。唐高宗在打击后一蹶不振不理朝政。郦贵妃为了制衡在后宫日益壮大的势力，决定让唐高宗把身处在感业寺中的武媚娘接回宫中。唐高宗借以感业寺修葺进香为名，带着官员们一起去寺里进香礼佛多少以挽回封禅受挫颜面，并顺道把武媚娘接回。狄仁杰带着家丁二宝，为躲避婚约尾随到长安述职的父亲。在父亲的引见下，狄仁杰与国丈爷刑部尚书王佑仁见面，狄仁杰这才发现王佑仁之子王元芳竟是当天在市集上遇到了纨绔公子哥。两人不打不相识，王元芳告诉狄仁杰感业寺最近闹鬼的传闻，约他一同前往探个究竟。却随即发生了一系列恐怖案件……成功破解感业寺疑云的狄仁杰得到唐高宗和武媚娘的欣赏与信任，狄仁杰与在寺中结识的李婉清互生情愫，而元芳与梦瑶也互生好感。几人决定四处游历。一路打打闹闹，也屡遇凶险，经历了鸢尾谷的亡灵案，孤岛魔影案，九天玄女童谣杀人案后，狄仁杰与元芳成为挚交好友，两对年轻人的情感也愈加浓烈。但敏感的狄仁杰却始终感觉到了李婉清对身世难以放下，以及身后一股神秘势力在暗中的蠢蠢欲动……
狄仁杰查出了事情的真相，金海就是幕后黑手，金海还不承认，狄仁杰步步解开谜团。金海气急败坏挟持了吴姑娘，他说出了二十年前安邦做出的种种事情，安邦说主谋不是他，另有其人，金海说曾经安邦活活打死了他爹，此等深仇大恨怎可不报。吴姑娘被挟持，可是狄仁杰似乎丝毫不关心，狄仁杰说吴姑娘和金海是同伙，他们来到这的时机太过于巧合，而且吴姑娘对于金海的生活习惯都很是熟悉，那碗粥出卖了他俩的关系。
吴姑娘承认了，她和郭金海从小就认识，他们两个人这次来这就是为了复仇，他俩合作一起报仇，都是因为狄仁杰破坏了他们的行动。本来因为他们掩饰的很好，但是狄仁杰太过聪明，他从当初在路上就已经开始怀疑吴姑娘了。安邦劫持童梦瑶想要逃走，吴伯拼劲最后一口气救了童梦瑶跟安邦同归于尽。
这时候，屠龙堂的手下出现，偷偷转移了所有的财宝。狄仁杰他们晚了一步查看山洞，他发现安邦曾经说的话是一些狄仁杰不知道的秘密，只可惜，现在一切都死无对证了，狄仁杰说有些事情就永远埋葬在这里吧，不需要那么清楚。
案子已经破了，狄仁杰他们即将离开这里，吴姑娘和郭金海在他们走了之后就要去自首，童梦瑶于心不忍想要狄仁杰说说情，狄仁杰说或许这样做他们的心才能求得一丝的平静。
在鲫鱼汤里下药的是徐昭媛的贴身宫女，可是这件事事情并非她所为，而是被王大人的人收买了，丽妃娘娘知道这件事对父亲也是责怪不已。
狄仁杰一行人来到了童梦瑶叔父家里，奇怪的是，这个镇子冷冷清清，他们遇见了一个老婆婆，那个老婆婆唱着一首特别奇怪的歌谣并且很是阴森恐怖的歌谣。