该片讲述的是未入朝堂前的青年狄仁杰在恋人公孙玉和好友杨卢的帮助下，通过案件调查抽丝剥茧，智破长安城中“庆忌”小妖杀人案，以及勇保家国社稷和黎民百姓的故事。

故事讲述了盛唐时期，曲江池天降妖龙异象，长安百姓一夜秃头，圣人大怒。黄河县令王玄暗中调查案情，背后竟浮现出屠城密谋，直指圣人安危。王玄深入龙王教，智破金鲤迷局，巧识屠城计划，最终查清了真相，成功营救了圣人，保卫了长安城百姓的故事。

奇石陨，异客现，危机暗藏，钦天监出击，谜案必破！钦天监最强女按察使和她的小伙伴们一起智破奇案，守护百姓平安。