武則天（劉嘉玲飾）登基之前，修建了高達三百尺的通天浮屠。竣工之前，卻先后發生命案：工部侍郎賈頤、大理寺卿薛勇相繼自焚而亡。監工沙陀（梁家輝飾）稱此二人因動通天柱之靈符而遭天譴。大理寺少卿裴東來（鄧超飾）、武后貼身侍衛上官靜兒（李冰冰飾）奉命調查，但國師陸離卻指點此案需狄仁杰（劉德華飾）查辦。武后下旨，入獄八年的狄仁杰獲釋任欽差負責此案……