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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……
王大人及时赶到，告诉元芳他姐姐已经死了，元芳拽着爹，说姐姐究竟是谁杀的，为什么要姐姐曝尸荒野。王大人说他也不想，可是现在政局紧张，王大人说他为了大局着想只能如此。
狄仁杰也觉察出元芳不太对劲了，尤其是从看完无名女尸以后，他决定和婉青前去查探，可是当他们过去的时候，女尸已经被黑衣人烧了。最近元芳一直闷闷不乐，梦瑶为了哄他高兴给他送了条手帕。狄仁杰回来以后问元芳究竟从女尸身上发现了什么，就把女尸已经被人烧了的事情，元芳很是震惊拿出了发现的线头，狄仁杰发现这线头来自宫里。
狄仁杰大早上就闯进丽妃娘娘的寝宫，他问了关于一个月之前的事情，又发现线头原来来自丽妃这里。狄仁杰刚走媚娘就来了，她送给丽妃一只玉钗，还亲自为她佩戴上，可是媚娘故意将手搭在她的肩膀上，媚娘看丽妃的脸色有些变化。
狄仁杰发现婉青的玉簪，他突然想到些什么，就前去媚娘那里询问，他把他的想象告诉给了媚娘，他发现媚娘这里少了一根发簪，他想要媚娘说出实话，媚娘说等你找到证据再说吧。
狄知逊奉旨去刹马镇平乱，可是没想到狄知逊刚到那里就被团团围住，诬陷狄知逊造反，狄知逊自知中计百口莫辩。这时候，王大人趁机对皇帝说狄知逊造反的事情，皇帝本来并不相信，可是王大人说狄知逊此番借着前去刹马镇趁机造反，皇帝一直为狄知逊辩解，王大人说跟他同窗数载之情也被骗了，并且拿出多种证据让皇帝不得不相信，说的绘声绘色有证有据，皇帝不得不相信。
狄知逊身陷囹圄，皇帝也收了狄仁杰的令牌索朗一案交由元芳处理，狄知逊警告狄仁杰这件案子案中有案，王大人表面上装的一定会帮他们查出真相，但是实际上就是他主谋的这件事情。