女皇武则天为召开庆典，下令调回骊山古墓被盗珍宝，珍宝在被运回京城的路上被盗。武则天下令狄仁杰与奥斯曼的侦探莫尔斯共同侦破此案，查出奥斯曼国大使侍从被杀的幕后元凶，并追回珍宝，由于奥斯曼与大周的不同习俗，狄仁杰与莫尔斯不同的侦破方式，引出了不愉快的合作，为侦破此案狄仁杰冒险启用死囚犯飞天虎，引起朝中大臣的不满。在狄府教狄仁杰奥斯曼语的慕容雨，无意中碰到来狄府的林如雪，似曾是她失散多年的男朋友。

飞天虎为掩盖心中的秘密，在狄仁杰要他辨认死尸的时候说了谎，被狄仁杰察觉，并暗中开始了调查。慕容雨责怪林如雪不认她，而林如雪说慕容雨一定是认错人了，飞天虎提出他可以找到珍宝，但要求自己一人前去会见毒狼，狄仁杰答应了飞天虎的要求，在飞天虎前去寻找毒狼的路上，林如雪威胁飞天虎为了自己的前途要求飞天虎杀了毒狼，飞天虎找到了毒狼要求毒狼交出珍宝，毒狼提出只要飞天虎答应，再协助他盗取另一处古墓他就可以交出珍宝，为了完成对狄仁杰的承诺，飞天虎答应了毒狼的条件。

飞天虎告诉了狄仁杰珍宝藏在骊山百寿洞，在人们欢庆珍宝一件不少被找到的时候，狄仁杰发现飞天虎不在了，长安捕头林如雪向狄仁杰提出自己留下来寻找飞天虎，狄仁杰答应了，林如雪为了掩盖自己多年的秘密，欲杀死毒狼，为此与飞天虎产生了矛盾，毒狼误会了飞天虎，在临死前告诉飞天虎，他永远得不到真正的和氏玉璧，飞天虎陷入困境。飞天虎的失踪使狄仁杰感到内中必有文章，在武则天嘉奖有功人员的时候，皇宫兰苑出现了鬼影，案件变得更复杂了。

就在皇宫庆典大周女皇在向世人展示珍宝的时候，放在藏宝楼的珍宝和氏璧被盗，事件引出了盗窃珍宝的，与在兰苑出现的鬼影有关，慕容雨为找到他失散多年的阿良哥而高兴，但是林如雪却极为冷淡，对往事没有一点印象，而飞天虎却对慕容雨异常关心，狄仁杰的侍卫陶甘却爱上了狄仁杰老师慕容雨，慕容雨却总是在躲避陶甘的爱，因为在她的心中爱的是5年前与她失散的阿良哥，而她的阿良哥与当今在狄仁杰身边得林如雪如此相像。

慕容雨为了试探她曾经爱过的门固良，是不是就是今天的林如雪，为此她讲述了自己与心爱的阿良哥，有过的那段美好的回忆，但是林如雪对她讲述的事情没有一点反映，慕容雨认为是林如雪有意在回避她，就在莫尔斯和狄仁杰寻找到皇宫的鬼影就是李公公的时候，李公公却奇怪地死了。在案件没有头绪的时候，却意外发现前来给李公公扫墓的草花，在审问中得知草花就是李公公在未入宫前的女儿，草花却一口咬定害死李公公的是狄仁杰，因为是钱顺告诉了她事情的经过，而钱顺早就死了，是谁假冒钱顺搅乱案情的呢。

狄仁杰陷入了这件无头绪的案件里，他苦思冥想，饮食未进，陶甘和马荣无奈找到狄仁杰朝中好友张柬之请他劝说狄仁杰，未曾想张柬之却让武则天下了停止狄仁杰调查此案的御旨，在大周旅游的奥斯曼的女孩露沙，爱上了并不爱她的陶甘却被爱着露沙的莫尔斯看到，为此莫尔斯寻找陶甘要与他决斗。升任大理寺金刀捕头的林如雪，发现大周商人徐福贵与洋人街上奥斯曼的德洛克有来往，狄仁杰为此登上了停靠在京城的奥斯曼商船上，认识了露沙的哥哥哈里，品尝了被人们誉为魔果的番果，并带了一些回来被狄夫人扔了出去，草花被假扮钱顺的花蝴蝶教唆在狄仁杰的茶中放了樱花散，致使狄仁杰中毒昏迷不醒。