影片开篇，长安城内接连发生离奇命案，受害者死状凄惨且现场皆有神秘幻术痕迹，人心惶惶。大理寺卿狄仁杰临危受命，负责调查此案。他与助手李元芳深入探查，发现案件背后似乎隐藏着一个妄图颠覆朝廷的巨大阴谋。在追查过程中，他们遭遇了擅长幻术的神秘组织，这些人利用幻术制造各种假象，干扰狄仁杰的查案方向。狄仁杰凭借着过人的智慧和敏锐的观察力，一次次识破幻术陷阱。随着调查的深入，他们逐渐揭开了大幻术师的真实身份，原来此人竟是朝堂中一位看似忠良的大臣，他因对权力的贪婪，妄图借助幻术制造混乱，篡夺皇位。最终，狄仁杰和李元芳在一场惊心动魄的对决中，击败了大幻术师，粉碎了阴谋，还长安一片太平。