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武则天统治的大周中叶，江南大旱三年，民不聊生，饿殍遍地。朝廷发放赈灾的粮食却难觅踪影，灾民们前往京城告状，在上京途中，遭到不明身份的杀手的屠杀。狄仁杰向武则天提出辞官还乡，负责粮案的户部侍郎陈锐被暗杀，在大将军马仁义的操纵下，所有的怀疑都指向了狄仁杰。
所有的疑点都显示陈锐之死和狄仁杰有关，马仁义暗示朝廷江南赈粮案恐与狄仁杰脱不了干系。武则天只好下令缉拿还乡途中的狄仁杰归案。武则天命马仁义审理狄仁杰一案，阴险的马仁义想利用狄仁杰的初恋情人白如雪来牵制狄仁杰的行动。
马仁义再生狡计，找来了狄仁杰的两个旧日宿敌，石成山和白如雪各自布置复仇计划，在马仁义的操纵下，铺开了一张阴谋陷害狄仁杰的大网。狄仁杰执意做庶民，重踏回乡之路，他是想利用为民的契机暗中追查几起案件。
狄仁杰一行假借还乡之名，搜集官粮案的证据，却意外地受到了富豪公子王中元的款待。有人给狄仁杰送来了柳元直喊冤的求救信，为一探究竟，狄仁杰潜入狱中打探情况，被官府以劫狱的嫌疑抓捕。王老板用真金白银摆平了昏庸的县令，将狄仁杰营救出狱。
传来发现柳元直尸体的消息，狄仁杰和陶甘偷偷来到现场准备勘验尸体，柳元直的尸体上忽然燃起熊熊大火，尸骨被烧得干干净净！马仁义在朝堂上渲染狄仁杰的罪状，而坚信老师的清白的司徒剑决定亲自去明察暗访。
画舫的老板企图将阿福的死栽赃到狄仁杰身上。幸得郭三及时出现相救，才使狄仁杰免于再遭祸患。王老板来探望狄仁杰，无意间说出了一个名字叫“天浩”的神秘的名字，引起了狄仁杰的注意。狄仁杰意识到身边出现的这两个不速之客——郭三和王老板不能不令人起疑。
劫走柳元直的神秘女人出现了，她找到悲伤中的柳青青，编造谎言说柳元直之死确实是狄仁杰背后策划的阴谋。王老板原来是白如雪的手下得力侍女莲子装扮的。深怀父仇、一路悄然跟踪狄仁杰和陶甘而来的柳青青，准备刺杀狄仁杰为父雪恨。
柳青青用计把狄仁杰困在狱中。狄仁杰与柳青青一番对话，让柳青青对神秘女人的做法和目的有了怀疑。这时莲子扮演的王老板又出现了，再次抛下大把的银子作为解救狄仁杰的贿银。这贿赂朝廷官员的罪名，看来狄仁杰是再也洗不清了。
这神秘女人就是当年的西凉大将军欧阳烈的后人欧阳楚。20年前，狄仁杰奉命带马仁义劝降西凉苍鹰大将军欧阳烈，由于马仁义争功心切，引起降军大乱，混乱中大将军欧阳烈战死，身怀六甲的欧阳夫人冲出了重围，欧阳楚就是当年欧阳烈的后人。
柳青青一路尾随狄仁杰到了江南，伺机行动。而同时狄仁杰感兴趣的还有白如雪的亲信王老板。狄仁杰发现了官府和民间勾结倒卖皇粮的线索，为了顺藤摸瓜，狄仁杰决定隐藏身份，主动参与倒卖皇粮，希望由此查出“江南官粮案”的元凶。
