武則天釋放8年前因反對她垂簾聽政判逆反罪被囚的狄仁傑，授命他為欽差，專辦焚屍案，協同大理寺少卿裴東來與武后的親信上官靜兒偵查，務必在登基大典前破案！
調查期間，狄仁傑三人被神秘刺客追殺，反對黨首領瑯琊王李霄為了收狄心，把亢龍鐧物歸原主…
狄查出兇手是用西域的赤焰金龜製成毒藥，利用陽光引發中毒者身上的毒性，令死者自焚而死；狄三人到鬼市訪鬼醫汪驢，查問如何找到赤焰金龜，卻遇上殺汪的刺客…
狄救走汪，原是前大內太醫的汪道出原委，赤焰金龜本是醫治先皇的寒症，後來發覺藥性太強，汪把金龜棄於國師清修之地無極觀！所有證據也指出兇手是武后與國師…
武后要國師殺狄，狄知國師即是靜兒；靜兒不忍下手，為救狄終被刺客殺死；而斐東來從賈頤的工程檢驗圖中知道兇手的計劃被刺客追殺他，在金龜毒發前將真相告知狄…
登基大典當天，狄到通天浮屠內阻止兇手，即監工也是昔日好友沙陀忠的計劃；8年前因逆反罪沙陀忠被廢去左手，為向武后報仇，計劃在她登基當天令大佛倒塌壓毀大殿，而反對黨大軍隨即攻入皇城，恐賈頤和薛勇得知真相，故借符咒實質用刻意培製的金龜毒殺人，企圖掩飾真相；瑯琊王亦因不聽從沙之言殺狄而反被沙暗殺…
沙讓狄中毒，狄終令大佛改變倒塌方向，沙陀忠背上盛了毒物的容器企圖殺入大殿，狄一路追來阻止並令沙中毒，陽光引發沙的毒性，他的身體即時焚毀！
狄救回武后的性命，阻止了一場內戰；狄拒絕武后的挽留，隱居於鬼市醫治金龜毒。
