大唐神都洛阳突发诡异命案，死者身旁皆有一具栩栩如生的木质人偶，这些人偶仿佛被赋予生命，能自行走动、模仿言行，甚至预测未来。大理寺卿狄仁杰受命彻查，与助手元芳深入调查，发现人偶背后隐藏着西域机关术与东土妖术的诡异融合。线索指向朝中重臣，涉嫌利用人偶操控人心，图谋不轨。狄仁杰破解层层机关，揭露人偶的真正操控者竟是当年被贬的国师，企图通过“通天人偶”篡夺皇位。最终，狄仁杰在龙门石窟的机关密室内，用智慧破解了人偶的最终杀招，擒获真凶，恢复洛阳安宁。