《一片冰心在玉壶》以北宋为背景，讲述了蜀中才女莫研立志成为江湖第一侠盗，为了给蒙冤入狱的五师兄翻案，她独自进京追查真相。在京城，莫研结识了御史府少卿萧渝。萧渝刚正不阿，起初对莫研的行为充满怀疑，但在相处过程中，他逐渐被莫研的聪慧和善良所吸引。两人携手调查案件，在这个过程中，他们遭遇了各种阴谋诡计和危险。莫研凭借自己的机智多次化险为夷，萧渝则利用自己的官职和人脉为查案提供便利。随着调查的深入，他们发现案件背后隐藏着一个巨大的阴谋，涉及到朝廷的多位高官。最终，莫研和萧渝成功揭开真相，还五师兄清白，同时也收获了美好的爱情。