已經入獄半載的狄仁杰突然被武則天召往宮中，西都發生陰兵殺人案，被害者的尸首皆呈沙化現象，就連派去的朝廷命官都被陰兵所害，一時間人心惶惶就連神都都受到了震動，狄仁杰臨危受命，被武則天命令十日之內要將此案破獲。
狄仁杰帶領著助手盧燕和阿蘇前往事發地，還未進入西都便遭遇武功怪異的匪徒截殺，幸虧少俠元芳路見不平出手相救，狄仁杰一行得以保全。待狄仁杰想要感謝時，元芳告辭有事匆忙離去。狄仁杰一進入西都便發現整個城中處于恐懼冷清的氛圍，百姓緊閉門戶，皆怕陰兵報復。狄仁杰趕往縣衙，查詢卷宗，細問西都縣衙捕頭章曠發、捕快周蹤才知西都靈山經常在深夜中有陰兵咚拓攲殻�一些貪財人去撿陰兵掉落的金豆子丟失了性命。上任西都黃縣令帶領他們探查時，黃縣令則遇害被沙化在了陰兵路上，除了章曠發與周蹤親眼看見此事，幸存者還有已經失心瘋的牛書吏。狄仁杰尋訪牛書吏家，卻遇到了牛書吏在瘋后暴斃，尸體并未沙化，盧燕檢查后尸體上只有一個黑點傷口。此時，陰兵路上又出現了被沙化的受害者，狄仁杰在命案現場中發現了金豆子和異夢齋的手絹，章曠發帶著手絹前往異夢齋調查線索。
先前解救狄仁杰的元芳一直在追尋失蹤已久的兄長，他一直查詢到了異夢齋的花魁月奴身上，可是調查未果，元芳準備離開時卻感覺到眩暈昏聵，恰巧碰到前來查案的章曠發，兩人誤會交手，元芳受傷，章曠發手指被元芳折斷。等元芳醒來時，已經身處西都縣衙，身中章曠發的寒陰指，狄仁杰發覺元芳所受之傷與先前的牛書吏十分相似。將嫌疑人一下鎖定到了章曠發身上，就在準備追捕章曠發時，卻親眼看到章曠發給陰兵帶到了陰兵路上“沙化”。狄仁杰追尋陰兵，陰兵卻憑空消失，眼前只是一座阻斷去路的大山。兩條線索的同時斷裂，讓狄仁杰不得不相信陰兵的真實存在，讓他陷入的崩潰的邊緣。
阿蘇無意中的提醒讓狄仁杰注意到，章曠發沙化的尸體，手指骨完好，并沒有受傷的痕跡，所以章曠發是假死，而斷了的陰兵路也一定是虛假。狄仁杰再次和元芳回到斷頭的陰兵路時，將山體一處外壁打碎，發現山中確有一處通行的山洞，發現山洞中出現的圖騰與劫持他們的劫匪所露出的圖騰相同，而這個圖騰便是曾經的西域國家葉蘭的圖騰標識，在山洞的另一頭便是燈火通明的異夢齋，這個月奴身后一定有重大的陰帧５胰式芎驮�芳分成兩路去挖掘，狄仁杰邀著月奴起舞，發現月奴身上紋有葉蘭圖騰。元芳則悄悄潛入了月奴房間中，果不其然，發現了月奴的床下有通往地宮的暗門，進入地宮才發現其中皆是財寶和被能控制心神的毒藥阿蘇納控制的“陰兵”，自己一直以來找尋的哥哥原來也被煉制成了陰兵。就在元芳準備離去時卻中了月奴的毒，被迷倒在了地宮之中。
狄仁杰帶領著眾多官兵包圍了異夢齋，緝拿真兇。在地宮中看到了已經換上皇袍的章曠發和月奴。原來二人是西域小國葉蘭國的公主和王子，葉蘭國在戰火中被滅國，兩人幸存長大在西都地界發現了傳說中的魯王寶藏，兩人用阿蘇納毒藥煉化陰兵，咚拓攲氄斜�買馬，以期復國。所有發現此事的旁人，皆中了他們所下的“嗜血毒砂”快速沙化。狄仁杰揭露了章曠發和月奴的陰郑�指出捕快周蹤也是幫兇，一路掩護著這兄妹兩人的行動。所有事情暴露后，雙方大戰，阿蘇將落入月奴手中的元芳救了出來，元芳忍痛殺死了陰兵兵王，自己找尋已久的哥哥。所有陰兵無人指揮，皆停止了行動，月奴和周蹤自殺，章曠發也自作孽中了毒砂變成了一抔沙土。
狄仁杰順利破案，解決了這次危機，西都也逐漸恢復了常態，可是另一起奇怪的案件卻發生在了皇宮之中……...