唐武周年间，边事频仍，连年征战，大周朝国帑虚竭，守边将士军心不宁狄公自连破幽州、并州、蛇灵、江州等一系列大案后，几经恳请，终于得武皇允准回老家并州修养。但李元芳耿直地向他指出，他没有这等享清福的命。狄仁杰在本次的故事中解决了凉州黑衣社劫军饷案和邗沟大运河官船沉没案。

唐武则天年间，契丹犯境，烽烟迭起将军王孝杰、赵文翙奉命出征御敌，武则天设宴以待志在必得。不料赵文翙所部两万人在绕道敌后的军事行动中，遭逢不幸神秘失踪，导致王孝杰部十万主力全军覆没。噩耗传来，举国震悚。武则天当即任命狄仁杰为河北道行军大总管，主持边事察查失败原因。对手奸诈诡谲，案情迷离百变。各色人等像走马灯一样神出鬼没，…

盛唐时期，年方二十的狄仁杰上京参加明经考试，武则天亲自监考。一名伪装成考生的刺客忽然杀出，考场大乱，刺客趁乱逃走。狄仁杰在追查刺客的过程中，发现了惊天阴谋，他怀着不追查到底誓不罢休的决心，展开了一段探案传奇。剧中荡气回肠的爱情故事和针锋相对的宫廷暗斗，也营造出一场绝美的视听盛宴。

一场匪夷所思的连环杀人案，让洛阳城内笼罩在恐怖的气氛中，刘公公被委以重任负责调查此案，结果案件不但丝毫没有进展，反而如蝴蝶效应一般愈演愈烈，就在无计可施之际，众人想起了关在天牢里的狄仁杰狄仁杰临危受命，在威逼利诱之下挺身而出，真相在他看来并不是那么简单，真相背后的秘密，才是所有阴谋的关键。狄仁杰开始协助崔公公展开了明察…

盛唐时期，年方二十的狄仁杰上京参加明经考试，武则天亲自监考。一名伪装成考生的刺客忽然杀出，考场大乱，刺客趁乱逃走。狄仁杰在追查刺客的过程中，发现了惊天阴谋，他怀着不追查到底誓不罢休的决心，展开了一段探案传奇。剧中荡气回肠的爱情故事和针锋相对的宫廷暗斗，也营造出一场绝美的视听盛宴。

影片真实反映了徐克导演拍摄《狄仁杰之四大天王》的过程，以及演员们对电影的期待，和对导演的敬佩之意。

神都洛阳发生了一起凶杀案，大食国使节被杀人夺宝，狄仁杰奉旨追查，却不料遭到真凶⼀伙人的埋伏，狄仁杰因为办案不利，被武则天革职查办。⼀晃三年，武则天身中癫狂奇毒，于是命金吾卫统领元丰，召狄仁杰回京，秘查此案。狄仁杰和元丰秘密回京，发现问题并不简单。在武则天的寝室，曾经的一代女皇，形如枯槁，让狄仁杰颇为感慨之际，元丰突然大…

唐高宗年间，阎立本偶遇狄仁杰（任嘉伦饰）蒙冤入狱事件，在助其自救后，发现他是断案奇才适逢皇上派他去感业寺查案，遂决定带狄仁杰一同前往。在感业寺，狄仁杰侦破奇案，化解了一场佛门大劫，并与武媚娘结缘。狄仁杰一鸣惊人，被皇上派往并州，在此期间，他屡破奇案，被称为神判。

武则天登基之前，修建了高达三百尺的通天浮屠。竣工之前，却先后发生命案：工部侍郎贾颐、大理寺卿薛勇相继自焚而亡。监工沙陀称此二人因动通天柱之灵符而遭天谴。大理寺少卿裴东来、武后贴身侍卫上官静儿奉命调查，但国师陆离却指点此案需狄仁杰查办。武后下旨，入狱八年的狄仁杰获释任钦差负责此案，却遭刺客袭击。所幸其早有防备，加之上官静…

讲述了狄仁杰刚进大理寺一个月，调查一桩杀人碎尸案，在看似平淡的案发现场，却突然出现了一个神秘的图案。但就在狄仁杰准备深入调查的时候，却遭到了上级的反对，这让他更加怀疑：幕后肯定有更大的黑手