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(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、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)……