武則天（劉嘉玲 飾）登基之前，修建了高達(dá)三百尺的通天浮屠。竣工之前，卻先后發(fā)生命案：工部侍郎賈頤、大理寺卿薛勇（劉金山 飾）相繼自焚而亡。監(jiān)工沙陀（梁家輝 飾）稱此二人因動(dòng)通天柱之靈符而遭天譴。大理寺少卿裴東來(lái)（鄧超 飾）、武后貼身侍衛(wèi)上官靜兒（李冰冰 飾）奉命調(diào)查，但國(guó)師陸離卻指點(diǎn)此案需狄仁杰（劉德華 飾）查辦。武后下旨，入獄八年的狄仁杰獲釋任欽差負(fù)責(zé)此案，卻遭刺客襲擊。所幸其早有防備，加之上官靜兒陪護(hù)，得以脫身。狄仁杰排除了懷疑對(duì)象瑯琊王李宵（姚魯 飾），并拒絕了其對(duì)抗武后之約。狄仁杰發(fā)現(xiàn)，死者身中赤焰金龜之毒，遂帶領(lǐng)裴東來(lái)、上官靜兒夜訪鬼市，希望從昔日太醫(yī)汪驢口中獲得真相，不想遭遇埋伏，疑似國(guó)師顯身，殺手集結(jié)，令三人難以脫身。然而，一番纏斗之后，案情似乎有了水落石出的轉(zhuǎn)機(jī)…