武则天统治的大周中叶，江南大旱三年，民不聊生，饿殍遍地。朝廷发放赈灾的粮食却难觅踪影，灾民们前往京城告状，在上京途中，遭到不明身份的杀手的屠杀。狄仁杰向武则天提出辞官还乡，负责粮案的户部侍郎陈锐被暗杀，在大将军马仁义的操纵下，所有的怀疑都指向了狄仁杰。

所有的疑点都显示陈锐之死和狄仁杰有关，马仁义暗示朝廷江南赈粮案恐与狄仁杰脱不了干系。武则天只好下令缉拿还乡途中的狄仁杰归案。武则天命马仁义审理狄仁杰一案，阴险的马仁义想利用狄仁杰的初恋情人白如雪来牵制狄仁杰的行动。

马仁义再生狡计，找来了狄仁杰的两个旧日宿敌，石成山和白如雪各自布置复仇计划，在马仁义的操纵下，铺开了一张阴谋陷害狄仁杰的大网。狄仁杰执意做庶民，重踏回乡之路，他是想利用为民的契机暗中追查几起案件。

狄仁杰一行假借还乡之名，搜集官粮案的证据，却意外地受到了富豪公子王中元的款待。有人给狄仁杰送来了柳元直喊冤的求救信，为一探究竟，狄仁杰潜入狱中打探情况，被官府以劫狱的嫌疑抓捕。王老板用真金白银摆平了昏庸的县令，将狄仁杰营救出狱。

传来发现柳元直尸体的消息，狄仁杰和陶甘偷偷来到现场准备勘验尸体，柳元直的尸体上忽然燃起熊熊大火，尸骨被烧得干干净净！马仁义在朝堂上渲染狄仁杰的罪状，而坚信老师的清白的司徒剑决定亲自去明察暗访。

劫走柳元直的神秘女人出现了，她找到悲伤中的柳青青，编造谎言说柳元直之死确实是狄仁杰背后策划的阴谋。王老板原来是白如雪的手下得力侍女莲子装扮的。深怀父仇、一路悄然跟踪狄仁杰和陶甘而来的柳青青，准备刺杀狄仁杰为父雪恨。

柳青青用计把狄仁杰困在狱中。狄仁杰与柳青青一番对话，让柳青青对神秘女人的做法和目的有了怀疑。这时莲子扮演的王老板又出现了，再次抛下大把的银子作为解救狄仁杰的贿银。这贿赂朝廷官员的罪名，看来狄仁杰是再也洗不清了。

这神秘女人就是当年的西凉大将军欧阳烈的后人欧阳楚。20年前，狄仁杰奉命带马仁义劝降西凉苍鹰大将军欧阳烈，由于马仁义争功心切，引起降军大乱，混乱中大将军欧阳烈战死，身怀六甲的欧阳夫人冲出了重围，欧阳楚就是当年欧阳烈的后人。

柳青青一路尾随狄仁杰到了江南，伺机行动。而同时狄仁杰感兴趣的还有白如雪的亲信王老板。狄仁杰发现了官府和民间勾结倒卖皇粮的线索，为了顺藤摸瓜，狄仁杰决定隐藏身份，主动参与倒卖皇粮，希望由此查出“江南官粮案”的元凶。

狄仁杰借倒卖皇粮的线索继续查案，而出来告状的灾民接连死去，经勘查又是武林高手所为。自称冤死的李二的妹妹欧阳楚被狄仁杰收留，这正中她的下怀。欧阳楚要实施一个周密的复仇计划，留在狄仁杰身边正好可以掌握和利用柳青青复仇的步骤。

狄仁杰准备利用皇粮交接的机会掌握证据，揭出幕后黑手。不料在第二天皇粮交接的关键时刻，来接头的服毒自尽，死无对证！而狄仁杰倒卖皇粮的人证物证恰被马仁义抓个正着！狄仁杰以暗杀灾民，倒卖皇粮，贿赂县令，畏罪潜逃等数项罪名再次锒铛入狱。

白如雪救出狄仁杰，却在恩怨和得失中纠缠，而一个叫天浩的孩子更是她心中的牵挂。司徒剑分析出马仁义不会让狄仁杰活着回到京城，便劝狄仁杰铤而走险，继续前往江南查案。上路后，他们却目睹了一场对灾民发动的大规模的屠杀，经过侦查，凶手是一群来自黑虎山的土匪！

被复仇的怒火焚烧的欧阳楚要以阴谋的方式折磨狄仁杰。她苦心谋划复仇办法：要借柳青青之手杀死狄仁杰，而柳青青竟是狄仁杰失散多年的亲生女儿！让狄仁杰倒在自己亲生女儿的刀下，才能报了欧阳楚等待了20年之久的杀父之仇！

柳青青跟踪白发老人到土匪盘踞的黑虎山一探究竟。正当老人要说出真相时，却被暗地里射出的飞镖致死。飞镖竟是陶甘的随身之物。柳青青来找狄仁杰算账，争执当中的致命一剑刺进了陶甘的胸膛！

柳青青并没有按欧阳楚的想法去杀死狄仁杰，为了自己和陶甘的感情，柳青青绑走了陶甘。青青告诉陶甘：欧阳楚接近他是别有用心，而自己准备与他自焚成亲，生死相许。幸得狄仁杰及时赶到，救下了陶甘和青青。

武则天传旨召马仁义回京，却意外传来马仁义遭遇天灾人祸被砸死的消息！武则天派司徒剑暗中前往江南，查出马仁义死亡的真相，司徒剑一到江南就发现马仁义之死和粮案的种种疑点，白如雪不相信马仁义真的死去。

狡猾的马仁义果然没死，他躲在暗中，继续利用他的势力破坏狄仁杰的行动，同时准备在必要的时候，给身处纠葛中的白如雪致命的一击！白如雪真实身份是黑虎山土匪的首领之一。司徒剑在官府查案，湖州知府黄忠良在公堂上说了些模棱两可的话，并呈给司徒剑一张白纸，暗示他和白如雪有奇特的关系。

柳青青煽动村民闹事，客栈老板为此将狄仁杰赶了出去。陶甘气不过，来找假冒的灾民石成山理论，两人起了冲突。更让柳青青坚定了杀狄仁杰的决心。柳青青找狄仁杰算账，被狄夫人巧语教训了一通。狄仁杰责备陶甘处理感情问题和破案大事不懂轻重缓急。

狄仁杰得知一个叫狗娃的灾民活口留下来的消息，却发现狗娃已被黑虎山的人掳走了。狄仁杰迫不得已找来王老板，凭借他的财力和黑虎山做笔交易，以银子换狗娃的性命。黑虎山的山大王黑豹假意答应狄仁杰，却在成交的时刻提出用狄仁杰换狗娃，将狄仁杰带上了黑虎山。

狄仁杰用性命换回来的狗娃不想却是个哑巴，身上的状纸也不知去向。郭三向司徒剑禀告了狄仁杰被掳的有关情况，敏感的司徒剑怀疑起郭三的身份，经过暗中侦查，果然发现郭三竟是马仁义安插的卧底。狄仁杰被掳上黑虎山后，黑豹等人对之以礼相待，未加迫害。狄仁杰感到十分不解。

白如雪情难自控，终于暴露出司徒剑就是日夜思念的亲生儿子“天浩”这一重大秘密。狄仁杰镇压西凉之乱时，白如雪父亲被人所杀，她自己在逃出后被郭三Q暴，后来生下司徒剑，郭三称自己是狄仁杰派来的，司徒剑冷静地处理着一切，和马仁义结成攻守同盟，开始了对狄仁杰的陷害！

朝廷对黑虎山的围剿开始了，司徒剑假借官府的名义，暗杀了对他身世底细十分清楚的黑虎山土匪首领黑豹，又以感情欺骗的手段取得莲子姑娘的信任，让她继续听从自己的命令。陶甘拼尽全力也没能救出狄仁杰，狄仁杰被偷偷杀来的柳青青和宿敌石成山带走。

欧阳楚和陶甘在密林中寻找狄仁杰的踪迹的几天内，相处甚密，两人愈加了解，情愫暗生。欧阳楚在报仇和爱情之间产生了动摇。狄仁杰和柳青青在逃出黑虎山的路上发现了失踪狗娃的尸体。经过思量和磋商，他决定带同柳青青一起，隐姓埋名，继续查案。

乔装打扮的狄仁杰和柳青青来到狗娃的家乡余县，两人因为偷吃树上的果子被抓，被县令魏鹤良当堂责罚，机敏的柳青青发现了官府倒卖粮食的秘密。陶甘和欧阳楚终于根据线索找到了柳青青和狄仁杰，陶甘对狄仁杰和柳青青由敌对转向信任的关系感到大惑不解。

柳青青意外找到一个疯老头，却让余县县令魏鹤良紧张起来。狄仁杰加紧对疯老头的调查。疯老头才是真正的余县县令魏鹤良，而假冒的县令名字叫关重阳，他是马仁义等的手下。他对狄仁杰道出了粮案的真相，司徒剑却及时赶到，将关重阳名正言顺地打入了大牢。

为救丈夫，关重阳的老婆水妹劫持了狄仁杰，并向狄仁杰讲述了官粮案和柳元直案的许多秘密。果然，柳元直也是无辜的！也是被马仁义等人栽赃陷害。司徒剑表面上与狄仁杰关系亲密，而内心深处却暗藏杀机。就在这时狄夫人突然失踪了，朝廷正法关重阳的圣旨也到了！

司徒剑告知狄仁杰，朝廷要处斩关重阳，促使狄仁杰为了使案件顺利侦破，迫不得已从牢里救出了关重阳。假县令魏鹤良受马仁义的指使要杀狄仁杰，动手之际被一个神秘的女人救走。一番苦斗后，为掩护狄仁杰柳青青受了伤，神秘女人又悄悄地消失了。

欧阳夫人绑架了柳青青，让她和“早已死去”的柳元直见了面，柳青青大惊。白如雪告知狄夫人，柳青青就是狄仁杰和狄夫人失散多年的亲生女儿秀秀，司徒剑利用柳元直写给陈锐的关于江南粮案的真实信件逼死了马仁义。

柳青青和柳元直以谋杀狄仁杰的死罪，关入大狱。而狄仁杰却怀疑马仁义的暴毙另有蹊跷，关键要找到那封有关江南粮案的信件。柳青青将以死罪押往京城问斩，狄仁杰只好请来王老板，铤而走险救女儿一命。 武则天出示了那封失踪的江南书信，一切真相大白。原来莲子看透了司徒剑的残酷，主动将信件交给郭三，郭三将信件交给了武则天，因为他是武则天派出的亲信！白如雪承认：司徒剑是她的儿子，而郭三是司徒剑的父亲！郭三吐露了20年前的真相，承担所有的罪名，期望武则天不再追究白如雪和司徒剑，然后服毒身亡。