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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……
狄仁杰一行人去玄女宫想要问询玄女的事情，可是正好碰见史家夫妻在那里，帮助夫人解决心结，玄女说她需要三滴亲生父亲的血，史大人很痛快的答应，可是史夫人却有所阻拦，大仙一再强调必须是亲生父亲的鲜血才可以。
趁着玄女做法期间，狄仁杰和王元芳仔细观察玄女周围，想要解释玄女做法的把戏，玄女看夫人自己不承认，就假装是妙子附身说出了史燕的真实身世，史燕是张天师的亲生女儿，当初史家老爷找天师炼金，顺道拜托天师求生子之术，可是夫人在作法间被人m奸。
狄仁杰他们觉得张天师才是所有事件的核心人物，他可以解决很多事情。他们找大人拿来二十年前焚石案的卷宗，可惜的是没有人见过张天师的真实面目。狄仁杰觉得很有可能史夫人会见到张天师的真实面目，他们来到史家看到王夫人也在，她也没见过，但是她的丈夫是戏班的，很有可能当初因为她丈夫揭穿了张天师的真实面目而被杀害。狄仁杰拜托史老爷想要见见史夫人，但是史夫人自从从玄女宫回来以后谁也不见，史老爷说他们自便吧。狄仁杰他们敲门，可是没有回应。
狄仁杰破门而入发现史夫人已经死在自己房间内。经过婉青的检验，还有狄仁杰的推断，史夫人在一个时辰前已经被人杀害。狄仁杰说很有可能凶手就在他们中间，今天晚上所有人都不能离开，狄仁杰还担心一件事，就是每次歌谣一出现就会有两个人死，所以他分配每两个人监视一个人。婉青跟踪着神姬，可是半夜神姬突然出门，婉青一直跟着，但是突然被神姬打晕。晚上，有个蒙面人迷晕了梦瑶她们，并且手中握着匕首。