武周年間,狄仁傑與神武軍都尉謝瑤環兩人一路追查案件,途中遇上許多令人驚艷的奇異元素,讓人深陷其魅力,無法自拔。接連幾起的詭譎奇案,不明死因加上每當案件發生就會出現於忠烈祠裡的飛天壁畫。這讓帝京長安謠言遍野,紛紛嚷嚷所謂「飛天懸案」。故事中,兩人不僅一起合作尋找線索,追查犯人,抓住真兇,破解奇案,同時也化解了二十餘年來的愛恨情仇。