唐朝时期，从彭泽县令升任濮阳刺史的狄仁杰（孙重亮饰）准备启程赴任，临行前他向云州刺史滕侃辞行，却遭遇一桩奇案。云州柯家药铺东家柯兴元被人算中六个时辰内将有血光之灾，随后便投河自杀。药铺掌柜冷秋去官府报案，但滕侃并不以自杀身亡受理。在与滕老爷交谈过程中，对方奇怪的头疼病和一些反常的举止引起了狄仁杰的怀疑。滕老爷卧病期间，狄仁杰暗中查访，终于弄清了冷秋和算命者暗中所设之局，戳穿了柯兴元自杀事件背后的真相。在此期间，滕侃的夫人银莲意外死亡，狄仁杰顺藤摸瓜，发现了人性背后的另一桩隐情……本片根据《大唐狄公案》中的经典章节改编。

在一个月黑风高的秋夜，峨眉山文物管理所的珍贵文物被盗走，其中包括了我国原始社会的稀世珍宝——“绿松石耳坠”和“玉石皮璜”。鲁培民（夏宗佑饰）是嘉山市公安局刑警大队的队长，他与侦察员赵海（马树超饰）、徐汶（张志强饰）根据现场痕迹迅速锁定并抓获了小三娃（裴煜饰）这名入室盗窃的犯人。小三娃在审讯中吓得惊慌失措，供述自己是受到窝赃犯邬家贵指使进行作案的。然而，就在此时，邬家贵却突然离世，他藏匿的所有文物中竟然只缺少了“绿松石耳坠”和“玉石皮璜”，案件的线索一时间中断。

清末，在山野中的一座古庙里，一位鹤发童颜的老人端坐在庙台上，满意地观看着练武的徒儿霍霍。徒儿的武功大有长进，老人允其下山闯荡江湖。这时，黑衣蒙面的徒儿就地一跪，一支暗器射向老人，老人吃惊地瞪着徒儿，倒地而死。是年，昌明府临江县新来了一位县令吴清风。他整治社会秩序，将奸杀抢劫之徒就地正法，深得民心。恰在这时，临江县突然出现了一个武艺高强、轻功非凡的飞贼。他无恶不作，一时间满城惊慌。一位老乞丐闻风而来。吴清风命令捕快班头铁如龙带人捉拿飞贼。几天过去，不见飞贼的踪影。吴县令多次下令责打铁如龙，他默默地忍受着。老乞丐戏闹公堂，代铁如龙挨打，显出了不凡的身手。知府陈书虹因飞贼不断作案而坐卧不安，道台大人亲临临江县视察，吴县令下令严密把守道台行院。这夜，飞贼在盗取书生秦文萱家的"龟蛇宝砚"后准备逃走时，被老乞丐用"猫爪功"抓伤右臂。飞贼用剧毒梅花针刺伤老乞丐逃之夭夭。铁如龙父女救醒老乞丐后，循着血迹跟踪。第二天，铁如龙要陈书虹当堂逐一验伤，使吴县令大为恼火。铁如龙舍生取义要验吴清风时，吴清风恼羞成怒，双方对峙异常激烈。深得道台大人偏宠的吴清风下令绑下铁如龙，气愤至极的铁如龙一把撕开吴清风的衣服，露出三道抓痕，陈书虹下令捉拿，吴清风逃进了道台行院。陈书虹让铁如龙、老乞丐合力捉拿吴清风。老乞丐用得到的宝砚引蛇出洞，智擒了吴清风，可没过两天，吴清风不明不白地死在牢中。老乞丐劝陈书虹辞官归田以免后患，陈书虹将他轰走。晚上，陈书虹参加完道台大人为他举行的庆功宴归来不久，腹部剧痛，口吐黑血，他挥笔疾书后，栽倒在地。深夜，两个蒙面人持刀破门而入，正在睡觉的铁如龙父女惊起奋力抵抗，杀开血路，逃进山里。第二天，道台大人端坐在轿中离开临江县。