影片开场，长安城内接连发生离奇命案，受害者皆被吸干精血，死状凄惨，一时间人心惶惶。武则天责令狄仁杰限期破案。狄仁杰在调查中发现，一切线索都指向一座神秘的九层妖楼。这座妖楼阴森恐怖，传说中有妖邪作祟。狄仁杰带着助手李元芳深入妖楼探查，在楼内遭遇各种机关陷阱和诡异幻象。他们遇到了神秘的守楼人，守楼人似对他们有所隐瞒。随着调查深入，狄仁杰揭开了一个惊天阴谋，原来这一系列命案是有人为了实现不可告人的目的而故意为之。最终，狄仁杰凭借智慧和勇气，破除重重困难，揪出幕后黑手，还长安一片安宁。