《狄仁杰之通天帝国粤语》中，武则天（刘嘉玲饰）登基前下令修建高达三百尺的通天浮屠。然而工程尚未完工，工部侍郎贾颐与大理寺卿薛勇（刘金山饰）便先后自焚身亡。监工沙陀（梁家辉饰）声称，两人因触动通天柱上的灵符而遭到天谴。
大理寺少卿裴东来（邓超饰）与武则天的贴身侍卫上官静儿（李冰冰饰）奉命查案，但国师陆离认为，只有狄仁杰（刘德华饰）才能揭开真相。武则天下旨释放已入狱八年的狄仁杰，并任命他为钦差调查此案。狄仁杰刚获释便遭刺客袭击，凭借早有准备以及上官静儿的保护，最终成功脱身。
调查过程中，狄仁杰排除了琅琊王李宵（姚鲁饰）的嫌疑，并拒绝了对方邀他共同对抗武则天的提议。随后，他发现死者均中了赤焰金龟之毒，于是带着裴东来和上官静儿夜探鬼市，希望从昔日太医汪驴口中查明真相。不料三人落入埋伏，疑似国师现身，杀手也纷纷集结，一场激战就此展开，案情似乎也出现了新的转机。
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