唐朝長安發生了一起謀殺案。大糧食王國的使者薩羅在妓院被殺，現場一片狼藉。狄仁杰和洪云奉命追捕，但沒想到，他們遭到了一群真正的殺手的伏擊。他們的朋友紅云也不幸死于一個名叫天煞的鐵勒人之手，作為貢品，Fannirvana魔鬼蛾的昆蟲皇后蛹也被天煞捕獲。由于案件處理不力，狄仁杰被武則天撤職并接受調查。幾年來，剛當上皇帝的武則天突然被奇怪的毒藥弄得精神錯亂，懷疑有人毒死了她。因此，她命令金武衛的指揮官袁豐將狄仁杰召回北京，秘密調查此案。此時，狄仁杰已經成為一名農民，每天都有懷孕的妻子陪伴。他從未想過元豐的到來會打破生活的平靜。面對元豐的懇求，看透官海沉浮的狄仁杰斷然拒絕，而他的妻子則釋放了她的丈夫。為了社會和平和世界人民，狄仁杰一再猶豫，與妻子道別，并與元豐秘密返回北京。在武則天的臥室里，這位曾經的皇后形容枯瘦，就像風中的蠟燭，她的生活就像風中蠟燭。正當狄仁杰深受感動時，元豐突然中毒，瘋狂發作，向狄仁杰發起進攻。降服元豐后，狄仁杰就在現場，抓到了一只可疑的飛蛾。于是，他和元豐把它帶回了他們故居的實驗室。經過對藥液的測試，他們發現這只蛾子是大食國出產的神奇涅盤蛾子，也是被天煞等鐵勒人偷走的大食國貢品。它的蛾粉毒性極強，可能導致人們死于幻覺和瘋狂。然而，由于它不是所有神奇的涅盤蛾種群，它的毒性并不強，只能隨著時間的推移積累，殺死目標。就在兩人討論下一步行動時，天煞和他的部下偷襲，打算殺人滅口，但不幸的是，面對狄仁杰和元鳳，他們驚慌失措地逃走了。為了給武則天解毒，狄仁杰帶著元鳳穿過亂葬崗的地道，來到九游城，找到了精通蟲道的鴻運妹妹飛羽。飛羽派精通蟲道的兩名成員，用魔法涅盤蟲王為魔蛾配制了解藥。與此同時，天煞領導偷襲，三人殺死了天煞，逃離了盛天，并成功將藥劑帶回皇宮供武則天服用。然而，這一切實際上都是武則天的肉計。原來，她和鐵勒首領諾伊德密謀，命令元豐引誘狄仁杰尋找飛魚，讓黃雀在后方，獲得了世界上唯一的房利美蠕蟲王，用來制造一個真正的豐滿房利美魔鬼蛾，毒害李氏家族，鞏固王位。狄仁杰和飛宇因叛國罪入獄。在得知真相后，元豐背對黑暗，釋放了狄仁杰和飛宇。根據元豐腳底的碳粉，三人在洛陽廢棄的鐵匠鋪找到了鐵樂部的老窩，但晚了一步。諾伊德和其他人偷偷溜進了武則天的生日。從天煞的伏擊中得知，諾伊德并不打算服從武則天，而是計劃背叛她，殺死所有唐朝皇室的重臣，從而內外聯合，統治中原。在解決了天煞之后，狄仁杰等人偽裝成印度王國的使者，潛入生日派對，共同努力，成功阻止了房利美的蔓延，挫敗了諾伊德的陰謀。在這段時間之后，武則天也意識到親情比龍椅更重要，所以她放棄了與李氏家族打交道的想法。猶豫之后，她釋放了狄仁杰，一位忠誠愛國的君主。于是，狄仁杰和飛宇告別了元豐，踏上了回家的路。

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