《狄仁杰之浴火麒麟》讲述了上元节灯会期间发生的一桩离奇案件。百姓正在为天后武则天祈福时，一头浑身燃烧着火焰的怪兽突然现身，目击者纷纷称其为“浴火麒麟”。传闻麒麟血肉能够治愈百病，武则天因此下令大理寺卿薛鑫，必须在七日之内查清真相。
此时，少年狄仁杰来到长安，准备升任大理寺“寺丞”，却得知自己要等上元节怪案告破后才能正式述职。原本打算安静等待的他，因对案件充满好奇，意外卷入调查之中。经过追查，狄仁杰终于找到了所谓的“浴火麒麟”，发现那并非真正的怪兽，而是老王爷李淮的孙子患上怪病，身上长满坚硬银屑，远看如同披着鳞甲的妖兽。
然而，案件背后的真相远不止于此。狄仁杰因擅自查案遭到薛鑫厌恶，不仅未能述职，还被赶回并州。临行前，他将所有疑点重新串联，终于发现这一切的幕后主使竟是大理寺卿薛鑫。就在薛鑫利用小王爷刺杀武则天的阴谋即将得逞之际，狄仁杰及时赶到，成功阻止了这场阴谋。
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