影片中，狄仁杰任职大理寺卿期间，京城接连发生离奇命案，死者皆被焚成焦炭，现场还伴有神秘异火。一时间，京城人心惶惶，皇帝责令狄仁杰限期破案。狄仁杰在调查过程中，结识了擅长机关术的少女婉儿，两人携手追查真相。他们发现案件背后似乎隐藏着一个巨大的阴谋，与多年前的一场宫廷秘事有关。随着调查深入，他们遭遇了重重危险，不仅要面对神秘杀手的袭击，还要解开各种机关陷阱。最终，狄仁杰凭借着过人的智慧和勇气，揭开了真相，原来是有人妄图利用异火制造混乱，篡夺皇位。狄仁杰成功阻止了阴谋，守护了京城的安宁。