影片开篇，长安城内接连发生离奇命案，死者皆被吸干精血，死状凄惨，坊间传言是通天赤狐作祟。武则天责令狄仁杰限期破案。狄仁杰带着助手墨雨深入调查，发现案件与多年前的一个神秘邪教有关。他们在追查过程中，遭遇各种危险，先是在废弃的古宅中被机关陷阱困住，后又与邪教派出的高手过招。随着线索逐渐清晰，他们找到了邪教的老巢。原来，邪教头目妄图用赤狐妖术控制天下。最终，狄仁杰凭借智慧和勇气，破除了邪教的阴谋，斩杀了伪装成赤狐的幕后黑手，还长安一片安宁。