该片讲述了房州城发生离奇恶鬼伤人事件，狄仁杰（何明翰饰）奉命调查，与不良人沈青青（范梦 饰）、徒弟陈江桥（王冠彭 饰）结成探案小分队，辗转多处彻查真相，竟挖出背后重重阴谋，展开了一场与黑暗、权势、邪恶的较量，终还原事实真相。十五年前的幽冥城，狄仁杰一行人突遇恶鬼袭击，在兄弟的掩护下独自生还，状况惨烈。而十五年后恶鬼竟再现人间，肆虐房州城杀人无数，一时间人心惶惶。怀着种种迷惑，狄仁杰带着徒弟陈江桥踏上房州探案之旅，过程中结识了飒爽不羁的不良人沈青青，三人结伴同行查案，走遍古藤村、地下城，历经酒贩灭门案、鬼影罗刹祭祀、魔窟族现世等诸多迷雾，逐渐掌握真相脉络。所有的证据似乎都表明幕后主谋正是废太子李显（何其炜饰）……但狄仁杰却敏锐地发现真相绝非如此简单。房州恶鬼案件牵扯之人众多，背后力量也盘根错节，李显与外戚武敏之（张子俊饰）之间的仇怨、与武则天（赵丽娟饰）之间错综复杂的关系都使案件变得更加扑朔迷离。为何人能起死回生变成恶鬼？为何恶鬼离奇作祟人间？究竟是谁在策划和指挥这一切？拨开重重迷雾，狄仁杰终于查清了那个惊人真相……