狄仁杰是大唐最为盛名的破案专家，入宫当官之前狄仁杰只是一名默默无闻的民间侦探，虽然毫无名气没有引起朝廷重视，但狄仁杰凭借过人的断案手断在民间小有名气。酷爱破案的白元芳慕名寻找狄仁杰，狄仁杰刚刚破获一起凶杀案正为折断的烟斗伤心，白元芳主动跟狄仁杰搭讪，朝廷正在举办侦探大赛，白元芳希望能跟狄仁杰组队一起杀入决赛，狄仁杰虽然不肯跟白元芳组队，但还是参加了侦探比赛。侦探比赛其实已经内定，一名幕后大官吩咐手下人指定让一个姓方名起鹤的人夺冠，白元芳在比赛过程中被淘汰出局，狄仁杰与方起鹤展开最后较量，方起鹤已是内定人员，不费吹灰之力战胜狄仁杰。侦探比赛结束，方起鹤夺得第一名，武则天一直在宫中跟进侦探比赛结果，一名心腹回到宫中向武则天汇报比赛结果，武则天从政多年深知任何比赛多为内定好，方起鹤夺得第一名自然也是已经内定。武则天对方起鹤为人不熟悉不敢重用，心腹向武则天推荐落败的狄仁杰，狄仁杰凭着过硬的断案经验与方起鹤争夺冠军，很多评委其实都看出狄仁杰颇有断案头脑。

狄仁杰参加侦探比赛落败，白元芳趁机游说狄仁杰合伙一起开一家私人侦探所，白元芳在狄仁杰的游说同意开设私人侦探所，开业当天没有一个顾客，白元芳与狄仁杰站在侦探所门口信心满满准备大干一场。一个叫瑶瑶的女人和丈夫被人杀害，白元芳与狄仁杰来到事发现场查案，经过一番推敲狄仁杰查出一个叫余振超的男人跟凶杀案有关，余振超来到瑶瑶家否认了狄仁杰的猜测，狄仁杰只得想各种办法找到余振超杀人的证据。白元芳负责为狄仁杰寻找一些线索，狄仁杰让白元芳到屋梁上查找线索，白元芳踩着一张板凳站在板凳上面检查屋梁，狄仁杰提醒白元芳应该施展轻功跳到屋梁上，白元芳因为有恐高症不想轻易施展轻功。狄仁杰经过一番调查找到了余振超杀人的证据，余振超见已经无法隐瞒杀人的事实，心中升起恐慌主动下跪向狄仁杰招供，在狄仁杰严肃的目光中，余振超将当初如何杀人的过程一五一十全部和盘托出。白元芳与几个看热闹的人听完余振超讲述的杀人过程恍然大悟总算弄清了遇害者如何被杀。

狄仁杰想改行不再破案，一个老者来到侦探事务所求助，小美跟一个帅哥结婚不久，帅哥离奇死在家中，老者希望狄仁杰能破案，狄仁杰已经决定改行不愿意再帮助老者破案，白元芳只得独自一人帮助老者破案。狄仁杰来到一处用工单位面试，负责人没有录取狄仁杰，狄仁杰心灰意冷来到小美家不，白元芳正在查看死在地上的遇害者，遇害者是小美的新婚老公，狄仁杰经过短暂盘查认定凶手就是在场者中的其中一人。所有在场者被狄仁杰唤到院子里面，狄仁杰一眼认出其中一个男子就是杀人凶手，男子先是否认了狄仁杰的猜测，直到狄仁杰例举许多证据，男子意识到自己的罪行已经败露才将犯案经过说了一遍。多年以来，村子里面一直流传小美专克帅哥的传言，男子跟小美相爱为了破除传言不惜毁容，等到男子变成丑男再找小美，小美已经跟另一个长相英俊的男子结婚。男子无法接受事实出手杀害了小美的老公，狄仁杰心思缜密终于查出小美老公的死因，几个村民弄清真相押送男子前往衙门受审。

白洁上门寻找白元芳，白元芳已经离开侦探事务所，狄仁杰独自一人在侦探事务所工作，白洁提出加入到侦探事务所协助狄仁杰断案。段老爷年纪老迈即将离开人世，多年以前段老爷有一个私生子，私生子下落不明踪迹全无，段老爷最大的心愿就是临死之前找到私生子，如果找不到私生子，段家家产将会无人继承。一些百姓听到段老爷找私生子纷纷上门认亲，第一个认亲的大汉挥起匕首割伤自己的手臂欲与段老爷滴血认亲，段老爷认定大汉不是私生子，大汉血流如柱晕倒过去。第二个认亲的男子说话不靠谱满嘴跑火车，段老爷吩咐家丁拖走了男子。狄仁杰带着白洁来到段府帮助段老爷认亲，一个叫阿九的仆人引起狄仁杰的注意，狄仁杰经过逻辑推理发现阿九就是段老爷的私生子，段老爷喜出望外与阿九相认。狄仁杰顺利了却了段老爷的心愿，段老爷离开人世将家财转给阿九，阿九在祭拜段老爷的时候得意洋洋提醒狄仁杰找错了人，阿九并非段老爷的私生子，一个幕后老大指使阿九欺骗了狄仁杰。

狄仁杰失误侦破一起认亲案，段老爷失散多年的儿子在方起鹤的阴谋下被狄仁杰误以为假冒的，幕后元凶正是狄仁杰的死敌方起鹤。白洁在侦探事务所摆了一幅哥哥白元芳的纸板模型，狄仁杰无精打采坐在办公桌前，白洁在一个女伴的陪同下出门破案，一处酒馆发生食物中毒案，白洁来到事发现场经过侦探推敲查出死者中毒原因，狄仁杰忽然赶到现场纠正白洁断案的失误之处。方起鹤派出二个手下绑架狄仁杰，狄仁杰被绑到一辆板车上，方起鹤的二个手下将板车推下土坡，板车向土坡下面滑去即将坠入坡底，紧急关头中白洁出现抵住了板车车轮，狄仁杰逃过一劫没有被方起鹤杀死。方起鹤一起在计划陷害狄仁杰，狄仁杰在白洁的陪同下找到了方起鹤，方起鹤得意洋洋看着狄仁杰，狄仁杰心知方起鹤想挑战他的侦破能力。白洁不认识方起鹤，方起鹤离去之后狄仁杰暗自在心中计划跟方起鹤斗智斗勇，不久之前狄仁杰在方起鹤的引诱下失误断案，狄仁杰下定决心一定要战胜方起鹤。方起鹤跟狄仁杰一样擅长破案，两人形如水火谁也不服谁。