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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……
狄仁杰他们发现了老婆婆书桌上的信笺,他们找玄女求证,玄女说明天她就会招魂查明真相。她再三警告元芳,他身上霉气缠身,最近可能会有血光之灾,让他小心行事,但是元芳根本就不相信。
别人都不太在意,可是童梦瑶开始很在意,她担心元芳真的会出事。梦瑶出门的时候无意间发现梦熙偷偷出门,于是她就跟在梦熙的后面,没想到的是梦熙跟在李润南的后面。他们在谁都不知道的情况下来到了一个小亭子附近,原来李润南来这里偷会情人,一个叫做秋烟的女人,梦熙看到以后心都碎了,无论是史燕还是她原来都不是李润南的真爱。梦熙伤心的离开,梦瑶看到梦熙偷偷地去了玄女宫,她跪求神姬让她帮助自己夺得李润南的心。
狄仁杰来找元芳,他知道玄女都是骗人的,对元芳说如果玄女离开就是一般的骗子,如果他们今天过去玄女还在说明她越来越有挑战性,勾起了狄仁杰的兴趣。
他们来到玄女宫,玄女开坛做法,玄女开口就唱出了歌谣,像是被鬼附体一般说出自己尸体藏在鬼屋脚下。玄女让狄仁杰他们自己去探究玄女说的对不对,于是狄仁杰他们来到了鬼屋,打开了地下的隔板,发现了一具烧焦的女尸,原来真的在这里。
狄仁杰让二宝赶紧去报官,狄仁杰仔细搜查周围线索,婉青检验尸体死亡原因。县官来了以后虚以委蛇,他没打算好好查案,没有办法狄仁杰就禀明自己的身份还有元芳的身份,这时候县官才对这个案子的态度有所改变。
狄仁杰他们来到王夫人家里想要弄清楚的润南的父亲是怎么死的,王夫人就说了来龙去脉。一直都没有什么线索,狄仁杰他们来到库管房想要知道二十年前的事情,可是似乎这里的人对这件事有所避讳所以只留下了只言片语。
突然,元芳呼吸急促腹痛不止,真应了玄女的语言,狄仁杰他们把元芳送到玄女那里,他怀疑是玄女给元芳下了毒,他们看着玄女做法感觉跟真的一样,暂时找不出线索。元芳醒了,大家都安下心来。