在吴周时期，洛阳流行的舞妓被不公正地处决，并为了变成凶猛的鬼魂而进行了一系列谋杀。第一位侦探狄仁杰流亡国外，得到了武则天的赦免，并被任命为钦差大臣调查此案。然而，在返回城市的路上，他被暗杀，从悬崖上跌落，失去了记忆。他被倒下的商人吕兆元救了下来，吕兆元来到洛阳寻找妻子，但无法进城。他们两人错误地交换了身份，假狄公（吕兆元饰）不得不在国务大臣的监督下被迫调查。由于受伤和疯狂，真正的狄公也不约而同地回到了洛阳，依靠他的侦查本能和惊人的洞察力，迅速掌握了尸体奇怪气味的关键证据。真假地公和谐合作，利用各自的优势不断接近真相，“女鬼之死”背后的真凶终于暴露了自己的真实身份。