武則天（劉嘉玲飾）登基之前修建了高達三百尺的通天浮屠竣工之前卻先后發生命案：工部侍郎賈頤、大理寺卿薛勇（劉金山飾）相繼自焚而亡監工沙陀（梁家輝飾）稱此二人因動通天柱之靈符而遭天譴大理寺少卿裴東來（鄧超飾）、武后貼身侍衛上官靜兒（李冰冰飾）奉命調查但國師陸離卻指點此案需狄仁杰（劉德華飾）查辦武后下旨入獄八年的狄仁杰獲釋任欽差負責此案卻遭刺客襲擊所幸其早有防備加之上官靜兒陪護得以脫身狄仁杰排除了懷疑對象瑯琊王李宵（姚魯飾）并拒絕了其對抗武后之約狄仁杰發現死者身中赤焰金龜之毒遂帶領裴東來、上官靜兒夜訪鬼市希望從昔日太醫汪驢口中獲得真相不想遭遇埋伏疑似國師顯身殺手集結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機……