白洁上门寻找白元芳，白元芳已经离开侦探事务所，狄仁杰独自一人在侦探事务所工作，白洁提出加入到侦探事务所协助狄仁杰断案。

段老爷年纪老迈即将离开人世，多年以前段老爷有一个私生子，私生子下落不明踪迹全无，段老爷最大的心愿就是临死之前找到私生子，如果找不到私生子，段家家产将会无人继承。

一些百姓听到段老爷找私生子纷纷上门认亲，第一个认亲的大汉挥起匕首割伤自己的手臂欲与段老爷滴血认亲，段老爷认定大汉不是私生子，大汉血流如柱晕倒过去。

第二个认亲的男子说话不靠谱满嘴跑火车，段老爷吩咐家丁拖走了男子。

狄仁杰带着白洁来到段府帮助段老爷认亲，一个叫阿九的仆人引起狄仁杰的注意，狄仁杰经过逻辑推理发现阿九就是段老爷的私生子，段老爷喜出望外与阿九相认。

狄仁杰顺利了却了段老爷的心愿，段老爷离开人世将家财转给阿九，阿九在祭拜段老爷的时候得意洋洋提醒狄仁杰找错了人，阿九并非段老爷的私生子，一个幕后老大指使阿九欺骗了狄仁杰。

狄仁杰失误侦破一起认亲案，段老爷失散多年的儿子其实是假冒的，幕后元凶正是狄仁杰的死敌方起鹤。

白洁在侦探事务所摆了一幅哥哥白元芳的纸板模型，狄仁杰无精打采坐在办公桌前，白洁在一个女伴的陪同下出门破案，一处酒馆发生食物中毒案，白洁来到事发现场经过侦探推敲查出死者中毒原因，狄仁杰忽然赶到现场纠正白洁断案的失误之处。

方起鹤派出二个手下绑架狄仁杰，狄仁杰被绑到一辆板车上，方起鹤的二个手下将板车推下土坡，板车向土坡下面滑去即将坠入坡底，紧急关头中白洁出现抵住了板车车轮，狄仁杰逃过一劫没有被方起鹤杀死。

方起鹤一起在计划陷害狄仁杰，狄仁杰在白洁的陪同下找到了方起鹤，方起鹤得意洋洋看着狄仁杰，狄仁杰心知方起鹤想挑战他的侦破能力。

白洁不认识方起鹤，方起鹤离去之后狄仁杰暗自在心中计划跟方起鹤斗智斗勇，不久之前狄仁杰在方起鹤的引诱下失误断案，狄仁杰下定决心一定要战胜方起鹤。方起鹤跟狄仁杰一样擅长破案，两人形如水火谁也不服谁。

白洁跟着狄仁杰侦破一起凶杀案，遇害的人是一名青楼女子名叫如烟，如烟被凶手扔弃在水缸里面，狄仁杰带着白洁来到一处院落中找到了水缸，水缸里面的尸体已被一种化尸水分解。

狄仁杰猜测如烟遇害跟几个同伴有关系，青楼正在举行花魁比赛，如烟生得美艳动人惹来同伴嫉妒被伤害，狄仁杰猜测杀害如烟的人叫听霞，听霞面对狄仁杰的指证拒不认罪，狄仁杰有条不紊将听霞想夺到花魁比赛杀掉如烟的过程说了一遍，青楼老鸨听完狄仁杰的推断一脸愤怒指责听霞杀害了如烟。

一个名叫雷轰的男子跟着狄仁杰一起断案，狄仁杰顺利查出杀害如烟凶手的身份，雷轰如释重负声称要回家写日记记录破案过程。

如烟其实没有死，狄仁杰上门找到如烟的住处，如烟面对狄仁杰只得坦承自己不是女人，多年以前如烟生得体质瘦弱如同女人，后来如烟立场要成为一个女人，青楼老鸨便收留了如烟。

武则天一直在暗处监视狄仁杰破案，狄仁杰思维缜密查出如烟是男儿身，武则天暗自在心中惊叹狄仁杰的破案能力。