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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……
二宝这时候赶紧过来，二宝找到当年的受害人能够证实张天师当年左脚有六根脚趾头，狄仁杰提议去卷宗室查阅，可是没有任何有用的结果，他们只能去打扰李浩轩的墓地了。他们来到李浩轩的墓地觉得很是奇怪，妻子都在为什么墓地却是这么多的灰土，他们准备先开棺验尸，其他以后再说。他们打开棺木后，发现发现李浩轩的尸骨也有六根脚趾，狄仁杰怀疑李浩轩和张天师是一个人，元芳和二宝都觉得不可思议。
狄仁杰在找寻梦熙死因的时候，婉青过来了，因为梦瑶走错房间睡着了，婉青的一句话提醒了迷茫中的狄仁杰，他发现一些细微的线索终于知道了幕后黑手。老祖宗这时候也想起来了最后一部分歌谣拿给狄仁杰，狄仁杰发现最后一句是“姑娘出来喊魂，吊在树上回不来。”，这说明还有下一个遇害者，很有可能就是秋烟。他们来到玄女宫发现秋烟不在，他们觉得很有可能案发地点就在有树的鬼屋。可是当他们到达的时候，鬼屋传来一句惨叫，狄仁杰他们赶紧进去发现死的并非是秋烟，而是穿了秋烟袍子的李家女儿李倩。
长孙无忌抱恙已久，但是长孙无忌身体没有事情，皇帝明知道还送来很多补品。这件事情的背后没有那么简单，屠龙堂也注意到了，长孙无忌决定暂且坐山观虎斗。
李倩死了，王夫人抱着棺木抱头痛哭，秋烟来了，王夫人拒绝秋烟的好心，镇子里所有的人都说秋烟是不祥之兆劝她离开，只有李润南抓住秋烟的手挽留她，劝她不要离开他。王夫人警告李润南，只要她还有一口气，秋烟就永远不能进李家的门，李润南跪地痛哭。秋烟还是决定第二天就离开这个伤心地，换句话说今天晚上也是凶手最后一次机会。
李润南跪求狄仁杰希望他能查出真相，狄仁杰问他是否确定真相他能够接受，问他能否放弃秋烟姑娘，李润南坚持一定要追查出真相，一定要和秋烟在一起。狄仁杰答应他会还给他一个真相。