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，狄仁杰追捕神秘刺客，意外发现刺客是女扮男装，刺客趁乱逃走。武则天命狄仁杰继续追查刺客的来历，狄仁杰发现对方的暗杀是经过详细周密部署的。年轻的狄仁杰决心不追查到底不罢休。 狄仁杰才华出众，又护主有功，很快当上了汴州判佐。在汴州，狄仁杰遇上了初恋情人楚芸。楚芸比狄仁杰大了五岁，楚芸就像姐姐一样照顾着狄仁杰。后来楚芸嫁给了左司郎中王本立的二公子王彦，新婚之夜王彦意外身亡。此时再遇狄仁杰，两人已然心动，但经历大变故的楚芸已理智地知道她和狄仁杰没有未来，而狄仁杰却发现王彦之死并不是一场意外，惨剧一幕幕发生，一连王家的几人皆死于非命，命案现场凄美得诡异，而狄仁杰与楚芸暗涌的情感为案情更添神秘。
公元六百五十三年，永徽四年初，高宗李治继位第五年，大唐江山安定祥和、繁荣昌盛，唐高宗为完成先皇遗愿，在泰山光明顶及山脚下大兴土木，建成方圆二坛，欲率文武百官进行开国首次封禅，以些树立威信，收回由长孙无
狄仁杰上台查看情况，京城四少之一的王元芳也上台推断，他认为凶手是孙班主熟悉之人，目的是把罪名嫁祸给张武，张武按他的要求拿来一桶水，凶手将菜油和火链子弄在孙班主身上，戏班里人逐一将手放入水桶，王元芳没发
唐高宗在佛像前祈福，狄仁杰提醒童梦瑶不要随意说话，童梦借机溜出大殿，狄仁杰跟出去，元宝找到狄仁杰后说他看到一个漂亮姐姐在喂鸽子，狄仁杰转身去看，元宝跟过去。狄仁杰看到正在喂鸽子的李婉青姑娘，童梦瑶追上
王元芳突然来到，他提醒他们小心凶手，众人回到房间。唐高宗和武媚娘一早醒来，武媚眼亲自为他梳头，她也换上新衣服。唐高宗得到禀报，所有马匹误食巴豆不能行走，欧阳将军急忙调集马匹，山路因涨水被淹。狄仁杰来到
王元芳再次来到案发现场，他勘察之后在张晋鹏身上发现一首藏头诗，那就是二十年前的秘密，狄仁杰看到后不解其意，王元芳曾破获过藏头诗案，狄仁杰希望他早日能解开那个谜团，张晋鹏曾当年的状元，王元芳无法轻易破解
狄仁杰想禀明皇上挖出天王殿下那四名妃子的遗体，童梦瑶劝他不要多管。李婉青请狄仁杰帮忙将压在天王殿的妃子入土为安，狄仁杰答应帮忙，李婉青从小进入感业寺，她是被师太捡来，他们之间的谈话被黑衣人在暗处盯着。