唐武則天(呂中 飾)時代，十幾年對突厥的戰爭結束了，天下太平舉朝歡賀。此時的狄仁杰(梁冠華 飾)，已因故被貶為彭澤縣令。這一天，滿朝文武齊集太極殿，準備迎接突厥議和使團的到來。武則天俯視群臣，為狄仁杰未能到場深感遺憾。武三思卻認為，狄仁杰被貶彭澤是罪有應得，若不是武皇天恩，他早就粉身碎骨了。

突厥使團終于到來，為了表示誠意，還獻上了一枚價值連城的多寶珠。武則天則將長樂親王李永之女，翌陽郡主李青霞嫁給吉利可汗，以示永久和親之意。就在使團逗留期間，京城接連突發了幾件舉國震驚的大案。先是關押朝廷要犯的土窯突然失火，犯人劉金失蹤。而劉金手中掌握著一份關系到國家安全的重要名單，這份名單一旦落到逆黨手中，天下就要大亂。接著，是隨使團和親的郡主和隨嫁的美女、侍從及護衛突然遇刺，議和使團趁亂出城后已不知去向。

神探狄仁杰之武朝迷案劇照

再就是甘南道六百里加急文書送到，言稱前來議和的突厥使團剛一入境，就全部被殺死在戈壁之中，只有迎護使團的護衛隊隊長李元芳(張子健 飾)下落不明。放下土窯和劉金暫且不說，一支龐大的匪徒隊伍，竟然在朝野眾目睽睽之下，假冒使團混進長安，而且到了朝上議事，這樣的作為也太驚心動魄了。

匪徒的氣焰如此囂張，朝廷還有什么安全可恃。再說真使團，一個一百四十六人的組建，一百二十人的衛隊，竟然全部被害于道，普通的匪幫和馬賊能有這樣的能力嗎?突厥使團被殺，郡主遇刺身亡，一旦吉利可汗得知，剛剛熄滅的兩國戰火必將重燃。嚴峻的內憂外患令武則天憂思如焚，心身憔悴。她一面緊急布置邊防戰備，在全國范圍內通緝劉金、李元芳，一面急調狄仁杰進京火速破案。