電影講述了武周年間，帝京長安接連發生了幾起離奇死亡案件。因為死因不明，忠烈祠飛天壁畫殺人的謠言愈演愈烈。百姓紛紛認為是天降不祥，人心惶惶。在地方屢破奇案的狄仁杰和神武軍都尉謝瑤環奉命一起調查此案，最終不僅破除了謠言，抓住了真兇，還化解了一段二十余年的恩怨。