唐武周年间，正值盛世，然边事仍频，连年征战，守边将士军心不宁。 这一天，皇帝武则天邀集众臣商议转运钱粮赴边之事。忽有钦天监来报说，飞鸟触柱、池鱼殃死、天现异兆。根据天象台地动仪的显现，将有大地震在西北发生，并波及神都洛阳。武则天当即吩咐快马通知有关道、州做好抗震抗灾的准备。她特别想到押运巨额帑银赴边的铁甲军，按时间计算，他们此时正好途径地震将发的西北大漠，看来是凶多吉少。她特别吩咐派出六百里加急快马，务必通知他们小心防范。此时的狄仁杰正带领着李元芳和四大军头，蜿蜒在去往凉州的山道中。狄公自连破幽州、并州、蛇灵、江州等一系列大案后，几经恳请，终于得武皇允准回老家并州修养。狄公于回家的路上，绕道甘凉去看望门生曾泰并想就此向他辞别。想到老朋友，想到诗酒相会笑谈功过，想到远离纷争的朝事，想到回家务农垂钓汾水，也可放松一下。但李元芳笑着表示他没有这等享清福的命。果不其然，当一行人无意中投宿某座蹊跷的小庙时，奇怪的事情发生了。事发突然，光怪陆离。一通打斗之后，他们救下了一个身受重伤的小女子。可惜小女子说了几个奇怪的字眼，并托付一条花纹古怪的腰带后，很快就死去了。朝廷的加急快马没有追上铁甲军。大将军房哲带队押运着巨额饷银开进了大漠。
不幸事情终于发生了。沙漠像上帝筛糠一样颤抖起来，黄色的沙暴以排山倒海之势扑向铁甲军。数十米高的沙墙呼啸奔腾，以摧枯拉朽之势，将铁甲军车驾人马席卷抛洒腾空四散。就在全军茫然挣扎，饥渴交迫濒临绝望的时候，在夕阳的余晖之中，一彪飘忽诡谲的马队进入了他们迷乱的视野。有人恐怖地断言，这是飘荡在大漠之中的死神降临了。将军房哲已控制不了自己的队伍，他治军再严，又能奈何谁呢。凉州刺史曾泰是狄公的门生。他接到朝廷急报，立即组织抗灾事宜，及时疏散了城中的百姓。想到大漠之中押运饷银的铁甲军，曾泰不免忧心如焚，于是立即派出队伍进入大漠去寻找接应。但是，当援军找到这支队伍时，情形已颇为难以置信。军中所有人都中了邪，而他们押运的饷银，就仿佛被沙暴席卷的沙丘一样，不翼而飞无踪可寻了。这惊天的变故令曾泰瞠目结舌战栗不已。夜里，狄公一行无意中来到一处南北朝时代的古堡。狄公觉得在这荒无人迹的深山中，这古堡建得十分蹊跷，古堡主人解释云云。狄公蓦然想起小庙中供奉的那尊塑像，他觉得小庙和古堡两者之间，某些景象有着说不出的相似。联想起小庙的那个夜晚，他隐隐感到这个古堡主人，这座古堡与小庙和那个奇怪的塑像，似乎有着千丝万缕的联系。
狄公想到小庙那个神秘死去的小女子，一连串的疑问涌入心中。第一，究竟是什么人，为什么要不顾一切地追杀这样一个柔弱的女子呢？而小庙中的机关埋伏又是怎么一回事呢、还有那位神秘而恐怖的塑像，与这一切又是什么关系呢。这里面一定大有文章。联系到小女子死前所说的话，还有她留下的腰带，狄公作了一个大胆的推断。若假定小女子的三句话是有内在关联的，那就是有人利用天灾，要图谋大举，而小女子探听到了这个秘密。那么这条腰带中究竟隐藏着什么秘密、与她临死前所说的那三句话又有什么内在关联呢。这时，蹊跷的事情又发生了。古堡女主人薇儿请去李元芳，托他捎一封书信，地点和小女子死前交待的一样。她还嘱咐此事切不可让任何人知道，包括她的夫君。这仅仅是一种巧合么？狄公隐隐有了不祥的预感，经侦查，他们很快发现了转运使押送货物的大车，发现了大车旁数十名当地村民的尸体。是什么货物如此重要，令匪徒残杀如此众多的村民。可以肯定，他们正在筹策一个巨大的阴谋。还有，那个死去的小女子还有古堡夫人，她们又代表着谁呢。这小小的古堡真热闹呀。狄公一行的行动被发现了。一场生死搏斗势所难免。
经过一番激烈较量，李元芳大展神勇，杀得匪徒们鬼哭狼嚎，狼狈遁走。但是他们利用机关施放毒气，狄公等人命在旦夕。古堡夫人突然赶到出手施救，狄公等这才转危为安。凉州刺史曾泰初步查清铁甲军下落，他们已全体中邪口喷鲜血而亡。案情发生，曾泰采取紧急措施。一方面封锁州境，盘查各商旅游众，没有签批不得擅离，发现可疑立即拘押；一方面驰报朝廷听后处置。这时，城中、军中、衙中传言四起。曾泰鉴于百姓的迷信心理，要求众官注意舆论，控制事态，以防激起民变。狄公等在路上救起个身受重伤的骑兵军官。为进一步治病救人，他们暂宿洪家堡村，并遇到女扮男装的姑娘小桃。从小桃口中，他们进一步了解到匪徒的情况。在狄公、李元芳的默许下，小桃联络村中群众，特别是苦大仇深的青年准备起义抗暴。但他们的行动被发现了，匪徒们准备大开杀戒，李元芳及时出手杀死匪徒。但他们惊奇地发现，匪徒竟都是碧眼金发的西洋人。
狄公等预感到敌人马上会来报复，于是动员群众布置对策。果然，匪徒大批赶来，李元芳一马当先杀入敌阵，狄公带领群众随后掩上，一举挫败了匪徒的诡计。经审问俘虏，狄公了解到，他们的头目都是武林绝顶的高手。但具体是谁，他们不知道。匪徒社在凉州地面约有三十个设有同样机关的小庙，他们就是利用小庙机关，装神弄鬼诈骗百姓钱财。狄公感到匪徒在凉州根基之深、势力之大、影响之广已不容小视，便决定火速赶往凉州，一面急报朝廷，一面请曾泰设法，铲出如此嚣张的黑恶势力。狂风呼啸乌云翻滚的黑暗之山，匪首们鉴于曾泰封锁州境，劫夺的饷银无法运出，遂决定设法在凉州城境内，分散与前来的天竺商人秘密交易，要创造机会，将“死亡之神”带出凉州找到安全的藏所，以备下一步“地狱行动”之用。这时的凉州城，已有百来个西域商队困留城中，众商队鼓噪喧嚷闹着出城，但曾泰扛住压力岿然不动。狄公及时赶到了，听了曾泰关于铁甲军中邪和饷银失踪的报告，所有人都大吃一惊。联系一路上所闻见，狄公很快将所有案情联系起来。但这些匪徒竟行如此大案，他们到底要干什么呢。
狄春三人来吉祥巷送信，竟遭遇了不测。狄公批评了曾泰对匪徒的漠然不知，指点了上奏朝廷的奏章写法。果然，奏章抵达朝廷后，皇帝武则天按照狄公的意图，传旨停止了他的休假，任命他为内史并西北道黜陟大使，赴凉州调查饷银案。提前大军前来凉州报告的两个斥侯，证明狄公带来的封条就是饷银封条，匪徒作案的推断被最终证实。狄公立刻传令进剿古堡，夺回饷银擒拿逆贼。狄公带人进山剿匪，留下小桃照顾受伤军官和大军统帅。可小桃的身边也不平静啊。更不平静的是凉州城中的天竺商人们。他们焦急等待着出手奇货——死亡之神。匪徒终于出现了，双方交易完成，匪徒将天竺商人杀死灭口。但是，这一切没有逃过暗中监视的李元芳。李元芳跟踪匪徒，看到他们花巨款买来的奇怪货物。他想知道那笼中的货到底是什么，不幸被不明物体咬伤，命在旦夕。
狄公率大军包围古堡，剿匪战斗杀声四起，下雨了。狄公等冲进古堡，但古堡中空无一人，饷银也被提前转移了，狄公料立即率人追赶。昏去的李元芳终于醒来，发现有人救了他，得知身处的宅院是归义伯府，主人名字叫王锴，是个袭爵的世家。狄公等追赶饷银，顺着暗道来到悬崖绝壁的出口。拉饷的车辙不见了，仿佛横空飞走一般，令人殊难思议。而那条指示暗道机关的绣花腰带，此时也蓦地失了灵。大军找不到绝处逢生的路，只好又回到古堡之中。可是，不幸的事情发生了。在凉州城中怪事也来了。有商曹向长史急报，滞留城中的天竺商队出现了可怕的瘟疫，已经死了八个人。为防止瘟疫蔓延，人们主张将死人和有感染嫌疑的客商送出城去。这样一来，曾泰封锁搜查的计划就会被打破，再想勘破饷银案恐怕很难。可事出无奈，为全城百姓安危着想，长史也只好事急从权。
敌人的诡计没有骗过李元芳，他根据提供的情报，检查混出城去埋死人的特批商队。令他奇怪的是，商队大车上确实拉载着天竺死尸，没藏什么饷银之类可疑的东西。他只好放人出城。狄公等又来到村民曾起义抗暴的洪家堡，这里的情形更惨。留守部队和村民的死相和古堡的情形一模一样。他们没有受伤和中毒的迹象，面色栩栩如生，令人恐怖费解。风雨之夜，小桃细心照料着病人。病人昏迷中大喊噫语，接着就发生了行刺病人的事情。小桃临危不惧高声呼救招来李元芳。刺客狼狈逃走，但多少留下些痕迹，病人的昏语也令元芳明白了些事情。这时有人送情报来给李元芳，元芳嘱咐小桃后离去。不久，狄公回来看望病人和小桃，小桃把发生的事情细细叙述了一遍。李元芳来到归义伯府，以调虎离山之虚行投石问路之实，借奸细充当自己抵挡暗器。奸细饱中暗器命丧莫名，元芳趁机查出久已失踪的狄春一行。
狄公根据小桃的报告做了推断，初步弄清了铁甲军中唯一活着的失踪者。那么，那位行险两次要刺杀他的又是谁呢。这时，李元芳回来了。他带回了一位客人，就是古堡夫人薇儿。狄公感谢薇儿几次三番给与的救助，薇儿也惊叹遇到了名震朝野的狄仁杰和李元芳。就在他们寒暄之时，有匪徒冒着雷雨潜进院子。恰好出门的曾泰察觉了些许动静，但终究还是什么都没看到。狄公、李元芳、薇儿和曾泰汇总情况，首先明确了归义侯府的情况，觉得有太多的线索都指向这里。李元芳建议奏明圣上查抄归义侯府，但被狄公否定了。他认为在证据不足和情况没有彻底搞清之前，还是不打草惊蛇好。他们分析，如果匪徒仅仅是为了劫夺饷银，他们已经达到目的，完全可以销声匿迹远走高飞。可古堡和洪家堡的群死惨案说明事情不是这样。那他们又是为了什么呢、特别是那杀人无形的神秘之物，这到底意味着什么呢。种种迹象表明，黑衣社在酝酿一个巨大的阴谋。而饷银案，仅仅是这一阴谋的序幕开启。
经两名斥侯辨认，证实了被救军官的身份。狄公立即明白了一件事，那就是屡屡行刺军官的刺客不是别人，恰恰正是铁甲军主帅。可这到底是为什么呢。狄公为证实刺客的身份，采取了敲山震虎之计。刺客果然行动起来，但他的所有行动，都受到李元芳暗中的严密监视。为了掌握匪徒作案的真正目的，避免打草惊蛇前功尽弃，狄公说服大家冷静分析，从最不易引起敌人警觉的线索入手，迂回包抄，掌握破案的主动权。大家群策群力，在狄公的指导下，提出两个至为关键的突破口。那就是秘密查清饷银被运到了哪里，怎样存放。秘密查清匪徒杀人无形的手法、到底是什么。这两点与其说是突破口，毋宁说是所有案情的真正核心。这时候，众人才真正明白狄公欲擒故纵顺藤摸瓜的用意所在。
