在武周年間，洛陽城內發生了一起駭人聽聞的案件：當紅舞妓含冤被斬，化爲厲鬼，開始連環索命，令整個城池人心惶惶。這一事件引起了朝廷的高度重視，流放在外的第一神探狄仁傑被武后特赦，並被委任爲欽差調查此案。然而，在他返城的途中，卻遭人刺殺，意外墜崖，失去了記憶。與此同時，落魄商賈呂昭元在洛陽尋妻，卻因城門緊閉無法入城。在偶然的機會下，他救下了失憶的狄仁傑，並因緣故意錯位的身份而被迫冒充這位傳奇偵探。呂昭元在國相的監視下，不得不勉強參與調查，雖然他對破案毫無經驗，但憑藉著獨特的直覺和機智，逐漸開始接觸案件的真相。
而真狄公在機緣巧合下也回到了洛陽，經過一番努力，憑藉他卓越的查案本能和驚人的洞察力，迅速掌握了屍身奇香這一關鍵證據。兩位狄公雖然身處不同的境地，但通過默契配合，利用各自的優勢不斷逼近真相，逐步揭開了「女鬼索命」的幕後黑手。最終，真相大白，冤屈得以昭雪...