唐朝麟德年间，唐高宗（盛鉴 饰）与武则天（刘嘉玲 饰）强硬派出大军远征，谁知舰队在大海中遇袭，遭到重挫。该事件震惊洛阳，都城百姓狂热祭拜龙王，缭乱众生的“花魁”银睿姬（杨颖 饰）更惹来各方势力觊觎。狄仁杰（赵又廷 饰）奉武后之命调查龙王一案，偏巧卷入绑架银睿姬的案件之中。在与劫匪搏杀过程中，狄仁杰遭遇亦敌亦友的大理寺卿尉迟真金（冯绍峰 饰），遂被对方投入大牢。银睿姬一案内龙王身影再现，使洛阳上空更添一道疑云。狱中狄仁杰凭借缜密推理博取回纥医工沙陀忠（林更新 饰）的信任，逃出大牢同查龙王真相。两起案件错综复杂，相互纠缠，引向全然未知的方向……
拉米罗·阿隆索,安东尼奥·班德拉斯,瑞安·伯特罗奇,耶斯·利奥丹,迭戈·利纳斯,路易·曼迪勒,劳拉·马兰洛,蒂莫西·V·墨菲,克里斯蒂娜·奥乔亚,罗德里戈·波伊松,马里奥·塔东,唐查·泰南
汤姆·霍兰德,赞达亚,萨迪·辛克,乔·博恩瑟,雅各布·贝塔隆,马克·鲁法洛,弗洛伦丝·皮尤,莉莎·科伦-扎亚斯,特拉梅尔·提尔曼,玛丽莎·托梅,迈克尔·曼多,娜奥米·沃茨,凯斯·大卫,马文·琼斯三世,奥利维亚·布斯-福特,艾曼·埃斯凡迪