唐中晚期，來自西南山區仵作世家的少女楚楚（蘇曉彤飾），為實現當仵作的夢想獨自來長安闖蕩，參加仵作考試，遇到斷案如神的安郡王蕭瑾瑜（王子奇飾）。蕭瑾瑜招收楚楚作為仵作搭檔揭秘探案。楚楚的身世之謎一石激起千層浪，打破了京中多方勢力平衡，一場明爭暗鬥的權力鬥爭隨之展開。伴隨着一個個的案件破解，楚楚和王爺等人組成的團隊一步步揭開謎底最終破解了一場延續18年的驚天大案。蕭瑾瑜和楚楚順利成婚，而楚楚也獲皇帝的最終認可，得到了皇帝親賜的“御賜仵作”身份，實現了自己的人生理想。

大唐宣宗年間，出身黔州仵作世家的少女楚楚跟著商隊來到長安，想找到傳奇故事中斷案如神的“玉面判官”，成爲他門下的仵作。楚楚初入長安，就在街頭遇上大理寺少卿景翊，得到景翊指引得以參加三法司的仵作遴考。楚楚在考試中表現出精湛的仵作技藝，膽大心細的態度，博得了任人唯賢的主考官安郡王蕭瑾瑜的關注。而在其後的驗傷考試中，誤將前來查看的蕭瑾瑜當成考題的楚楚，更是對其毫不拘謹地上下其手，讓一貫端方持重，精於察疑斷獄之道的安郡王蕭瑾瑜失了鎮靜“如臨大敵”。與此同時，楚楚隨身携帶的一塊石墜子也讓心思細密的蕭瑾瑜懷疑起她的身份。

楚楚在檢驗被蕭瑾瑜拿來當作考題的死者秘書郎嚴明時發現重要線索，蕭瑾瑜帶她去查看現場，果然發現許多此前被遺漏的線索，楚楚與蕭瑾瑜配合模擬推演，根據現場痕跡、屍體情况和景翊的證詞再現案發過程，成功鎖定真凶。楚楚對所驗死者臨終行爲的代入解讀，讓蕭瑾瑜對她的技藝愈發欣賞。楚楚也因此得到了她生平第一份擔任仵作的工錢。楚楚覺得斷案如神、豐神俊朗的蕭瑾瑜很像巫醫大叔給她講的傳奇故事中的“玉面判官”，可蕭瑾瑜根本沒聽說過這號人物。楚楚和神秘石墜子的出現讓多年前蕭瑾瑜的父親蕭恆遇難的一樁舊案再次浮出水面，引起長安各方勢力的關注。宦官秦欒更是派人暗查楚楚身世。而楚楚也一度陷入危險。

險遭人綁架的楚楚幸得蕭瑾瑜安排相救，有驚無險。結合近期發生的一系列事情，蕭瑾瑜深感此事並不簡單。爲保護也爲查明楚楚身上的疑團，蕭瑾瑜將楚楚帶入三法司，卻不想楚楚爲表達感激之情，竟在三法司裡壘雞窩幫蕭瑾瑜增加收入，令蕭瑾瑜“手足無措”。而此時巡查西南剛剛回到長安的兵部尚書馮玠突報病逝，蕭瑾瑜恐其中另有隱情，便親自教導楚楚假扮侍女隨他前去吊唁。在景翊的默契幫助下，楚楚得以趁亂驗屍。景翊也找藉口敲詐蕭瑾瑜前往他熟悉的長安城知名酒樓如歸樓請客吃飯。席間，楚楚與蕭瑾瑜示範馮玠死前狀態，指出馮玠的死有種種疑點。

蕭瑾瑜發現楚楚口中的神捕故事竟是根據蕭恆生前所辦案件改編的。於是蕭瑾瑜借仵作考試的機會將楚楚留在身邊觀察試用。蕭瑾瑜讓景翊提審盜墓賊，詢問父親蕭恆的墓地情况，得知蕭恆之墓並未被人動過後令景翊帶著盜墓賊偷偷起出近一個月內報意外死亡而已下葬的京官，讓楚楚再次驗屍。楚楚獨特的驗屍技藝讓她看得到許多尋常仵作無法發現的線索，蕭瑾瑜由此將京中新舊幾宗看起來毫不沾邊的案件聯繫起來。爲查清真相，蕭瑾瑜帶楚楚夜入馮府再驗馮玠。卻不料有黑衣人火燒靈堂，楚楚被困火場。蕭瑾瑜闖火場救出楚楚，並在刑部尚書韓績和馮府大夫人責駡楚楚之時據理力爭維護楚楚，這讓從小因仵作出身而遭鄉鄰忌諱備受歧視鮮有朋友的楚楚大爲感動。

馮府靈堂雖遭人縱火，但因楚楚護住了馮玠的遺體，並通過驗屍找到了線索，蕭瑾瑜推斷出這竟是一宗隱匿在長安繁華之下的連環殺人案。衆人追蹤發現如歸樓居然是犯罪現場，而如歸樓掌櫃許如歸卻已聞風而逃。令衆人更加意想不到的是，如歸樓內竟然設有暗室，其中藏有諸多監視記錄，從其中未及銷毀的一部分可見，如歸樓的幕後主子似乎在尋找蕭恆的下落。蕭瑾瑜下暗室時的特殊反應，讓楚楚發現了他隱瞞衆人的一個秘密。在許如歸外宅，楚楚的意外發現讓蕭瑾瑜察覺許如歸竟很有可能出身西南。解密如歸樓賣凶殺人的金錢交易辦法後，景翊奉命前往如意櫃坊守株待兔，捉拿殺害馮玠的殺手。

蕭瑾瑜前往母親西平公主處探尋，這才知道父親蕭恆當年在西南生不見人死不見屍，京中的墓僅爲衣冠冢。楚楚身上和蕭恆有關的種種細節與犯罪窩點如歸樓搜出的監視記錄相結合，使蕭瑾瑜産生一個貌似不可能的猜想：那個給楚楚講神捕故事的巫醫很可能就是當年被宦官報稱遭反賊殺害的蕭恆。秦欒得知楚楚入了三法司，派人四處折騰，意圖激起朝中水花借此探知楚楚背後究竟藏著何人。景翊依計行事擒下殺手，並與蕭瑾瑜兩相配合，救下殺手家眷獲得殺手口供。自幼與蕭瑾瑜景翊一同長大的西平公主的外甥女冷月得信回到長安，正巧碰上楚楚在爲蕭瑾瑜準備禮物。闖蕩江湖性情直爽的冷月拿楚楚打趣兒，卻不想被楚楚“檢驗”了一番美貌，對楚楚産生了興趣。

楚楚意外發現，此前仵作驗屍考試中另一具被燒焦的屍體考題，正是蕭瑾瑜畫了畫像打算發海捕文書的殺手同夥。楚楚暗自猜測冷月與蕭瑾瑜的關係，加上景翊的“教唆”，楚楚决定試探蕭瑾瑜，然而卻反被蕭瑾瑜用蕭恆的畫像及其身上特有的疤痕試探。巫醫曾反覆交待楚楚不可與他人提及自己，楚楚爲守住諾言，不願回應蕭瑾瑜的詢問。秦欒宣聖上口諭傳蕭瑾瑜進宮參加鬥茶宴。侍衛長吳江奉命請楚楚前往三法司的十誡堂驗屍，雖仵作考試暫沒被錄取，但仍有機會驗屍，楚楚欣然前往。鬥茶宴上蕭瑾瑜引聖上發怒，冷月翩然現身爲蕭瑾瑜解圍。蕭瑾瑜的恩師薛汝成勸誡蕭瑾瑜莫要樹敵太多，卻得知蕭瑾瑜竟已得聖上許可即日出發前往西南，尋找父親蕭恆的下落。

蕭瑾瑜查實京官之死的案件後，將諸多線索彙集，發現兵、錢、消息，三者異常皆匯於西南一處，恐西南生變，他打算將計就計前往西南，明裡尋父，暗裡查察西南異動。南衙之首當朝閣老景致，一向熱衷於四處塞人、打探消息，他得知蕭恆可能還活著，大爲吃驚交待兒子景翊務必隨蕭瑾瑜前往西南，盯牢蕭瑾瑜。景翊這才知道「玉面判官」竟是景致當年給蕭恆取的綽號。楚楚決定效仿冷月以“美人”姿態討好蕭瑾瑜，效果卻與預想的大不相同。眾人前往西南，長安城裡各方勢力皆被蕭瑾瑜此舉攪動。景致得消息獲知冷月的祖父黔中道節度使冷沛山身體有恙卻隱瞞朝廷勤加練兵，便著景夫人向西平公主促冷月與蕭瑾瑜的婚事。

蕭瑾瑜的恩師薛汝成盯著西平公主府打探消息。秦欒則派許如歸在黔州設伏意截殺蕭瑾瑜活抓楚楚。明裡蕭恆生死撲朔迷離，暗裡西南假錢泛濫軍營生變，衆人西南之行危機重重。冷月為救楚楚受傷，危急時刻幸得蕭瑾瑜的胞兄蕭瑾璃帶黔中道節度使兵趕到解圍。察覺西南軍餉中也已混入大量假錢，蕭瑾瑜令衆人兵分兩路：景翊假扮安郡王與冷月一同帶人前往關嶺縣衙與會黔州刺史李璋。蕭瑾瑜兩兄弟送楚楚回平樂鎮楚家。長安，薛汝成被皇帝欽點接替已故馮玠的職位，升任兵部尚書。久未得蕭瑾瑜等人消息，薛汝成前往景府求見其老師景致欲打探一二，得知蕭瑾瑜雖未送消息回長安，卻給兩人各送了一枚私鑄的假銅錢以做試探。兩人猜出蕭瑾瑜西南之行恐怕除了尋父，還另有要案要查。

關嶺縣衙接風宴上，景翊用私鑄假錢試探李璋和關嶺縣令鄭有德，察覺李璋恐與鑄假有關。而送楚楚回到楚家的蕭瑾瑜察覺楚家衆人對待楚楚的態度似乎有些異常。爲破解楚楚身世疑團、找出蕭恆下落，蕭瑾瑜兄弟在楚家留宿。蕭瑾瑜將一路親手做的驗屍工具送給楚楚，補償她在馮府案中燒毀的那套，楚楚深受感動。楚楚對蕭瑾瑜的親近讓楚楚的兄長楚河十分吃味。楚河醉酒後拉著蕭瑾瑜去附近的“鬼宅”，妄圖借此嚇走蕭瑾瑜。得知所謂“鬼宅”乃是巫醫的住所，蕭瑾瑜當即隨楚河前往。回到縣衙，景翊借酒探問冷月的心意，卻被不解風情的冷月以“姐妹”相稱，哭笑不得。在巫醫宅院，蕭瑾瑜破解了“夜來鬼哭”的秘密，證實此事不過是人爲製造。然而一個意外，讓衆人在一截斷牆夾層中發現一具被精心保存的屍體。

楚楚驗屍發現死者是個宦官，而凶器竟然與死者屍體保存在一起。楚楚與蕭瑾瑜推演還原犯罪現場，查出宦官死因。蕭瑾瑜安排將宦官屍體悄悄移送到楚家棺材作坊，要求不許對外聲張。然而楚河將事情告訴了父親楚平，父子倆都很擔心智慧過人的蕭瑾瑜會查出楚楚身世。蕭瑾瑜再次向楚楚尋問石墜之事，楚楚這才知道原來巫醫很可能就是蕭瑾瑜的父親蕭恆。楚楚誤會蕭瑾瑜一直以來爲她所做的一切並非因爲看重她的仵作手藝而都是爲了探知巫醫之事所做的哄騙，一時間情緒波動，衝動發火。景翊徹夜查閱關嶺縣案卷，發現楚楚身份的線索。蕭瑾瑜向楚家求證自己的推測，又被楚楚誤以爲他要用楚家來做要挾，一直未能好好休息，又頻遭楚楚誤會的蕭瑾瑜，一時間竟被氣的暈了過去。

楚楚去向蕭瑾瑜認錯，卻被蕭瑾瑜告知已通過仵作考試可以給她仵作身份文書，但因爲彼此信任全無，要舉薦楚楚去他處任職。蕭瑾瑜向楚楚坦言自己慎之再慎的苦衷，楚楚也坦承自己的不相信是源於從小被人鄙薄而成的不自信，求蕭瑾瑜再給她一次機會，蕭瑾瑜以一碗雞湯的條件收下了她。楚楚將自己所知巫醫的事全都告訴蕭瑾瑜，蕭瑾瑜也向楚楚揭開了“玉面判官”的身份之謎。楚楚“棺材子”的身世公之於眾，楚河對楚平坦白自己想要娶楚楚，被路過厨房的蕭瑾璃聽到。長安中關於先帝之子昌王還活著的流言突然傳的沸沸揚揚朝野皆知，引起了秦欒的注意。西南乃是舊時昌王的封邑之地，秦欒對蕭瑾瑜西南之行的目的起了疑心。

蕭瑾瑜發現關嶺縣衙的戶籍册關於楚楚生母母家的記錄非常粗簡，當年戶籍竟被大火焚毀，時機之巧讓蕭瑾瑜懷疑其中必有蹊蹺，爲查清楚楚生母身上的疑團，蕭瑾瑜决定開棺驗屍，並答應楚楚親自檢驗生母。關嶺縣丞譚貴是景家在西南的人，景翊夜見譚貴傳信，險些被冷月撞見。爲找蕭恆下落，蕭瑾瑜兄弟和楚楚再查巫醫宅院，發現一副奇怪的象棋殘局。西平公主因爲賜婚的事向薛汝成求助，薛汝成藉機打探蕭瑾瑜西南尋父的進展。冷月找蕭瑾瑜坦白心事，被景翊撞見，景翊誤會冷月要答應與蕭家的婚事。蕭瑾瑜令熟悉女子衣飾的景翊在許氏的遺物中尋找楚楚生母的身份線索，景翊藉機藏匿線索傳信回長安。

楚楚用陶土復原生母的面貌協助調查，冷月前來幫忙，兩個各有人生抱負的姑娘彼此交心，楚楚說起蕭瑾瑜兄弟二人相貌不合常理，被蕭瑾瑜聽到。秦欒剛一查到宮中散播昌王流言的小公公，小公公就服毒自盡了，秦欒根據一張取貨單追查至景閣老常去的博古齋。冷月陪楚楚回家，已經悄悄潜入關嶺縣的許如歸趁冷月不備，當街擄走楚楚。蕭瑾瑜查現場發現許如歸故意留下的線索，情急下逼問近日來一直背著他暗自行動的景翊，才知道景翊所做一切都是出於對他的擔心和關心。景翊根據許氏的衣飾質地款式推出她的夫君可能是多年前參與謀反並害了蕭恆的前劍南節度使軍官，楚楚身世昭然若揭。

許如歸把楚楚帶去了許宅，告訴楚楚她的身世，以上輩的血仇離間她和蕭瑾瑜，並以親舅舅的身份博楚楚信任，楚楚卻堅定地信任蕭瑾瑜。蕭瑾瑜及時推斷出許如歸就是許宗方，帶人追到許宅，擒下許如歸。楚楚雖平安脫險，逆黨遺後的事卻成了她的心結夢魘。蕭瑾瑜用滴水刑審許如歸，景翊震驚地發現蕭瑾瑜竟一直在查昌王的事。秦欒得知了楚楚的雙重身世，想出了個名正言順捉拿楚楚的辦法。蕭瑾瑜向景翊坦言，極有可能有人打著昌王的旗號意圖謀反，長安一系列官員之死就與之有關，稱如若萬一自己遇害，希望景翊能安慰好西平公主並幫他處理後事。擅長看人的景翊點破蕭瑾瑜對楚楚的感情，以此勸慰蕭瑾瑜凡事就算做最壞打算也莫要以身涉險。

楚楚認定自己逆黨遺後的身份，向楚爺爺托付後事的話被隔壁的蕭瑾瑜兄弟聽到，蕭瑾瑜去安慰在廚房生火的楚楚，無意中發現了透光的石頭，悟出巫醫宅院裡秘密的關竅。楚河無意中聽聞許如歸竟然是楚楚的舅舅許宗方，因爲擔心楚楚被牽連，楚河竟設法支開三法司侍衛私見許如歸，被許如歸巧言蠱惑。蕭瑾瑜猜破巫醫在屋內所設的迷局，通過光影關係找到了巫醫留在宅子裡的秘密地圖。另一邊的楚家被兩波賊匪先後襲擊，許如歸逃走，楚河失踪了。蕭瑾璃懷疑楚河畏罪潜逃，並將楚河對楚楚的愛慕之心告訴了蕭瑾瑜。楚楚在河邊發現楚河的衣服從水中浮上來，便毫不猶豫跳入河中。不熟水性的蕭瑾瑜一時情急不假思索便跟著跳下了河，險些溺水。蕭瑾瑜關心則亂，對楚楚大發雷霆，卻也因此看清了自己對楚楚的愛慕心意。

楚楚被蕭瑾瑜駡的一頭霧水，兩人間産生了誤會。薛汝成利用皇帝對西南安定的擔心請旨去西南調查，皇帝應允。蕭瑾瑜審問甦醒的楚河，楚河在蕭瑾瑜的斥責下明白自己做了錯事，自願領一通板子。擅長尋查蹤跡的冷月從足跡辨認出景翊曾在外偷偷見的人是譚貴，向蕭瑾瑜探問譚貴身份，驚訝於蕭瑾瑜的心清目明和對景翊的信任。楚楚擔心自己的身份連累蕭瑾瑜，內心矛盾重重。譚貴奉景致之命夜襲楚楚，意圖將其殺害，卻發現一路跟踪的“楚楚”竟是冷月假扮的，這才知原來這是蕭瑾瑜設下的圈套。

蕭瑾瑜說服爲景致在西南暗中清剿逆黨殘餘的譚貴，待一起找到蕭恆再决定對楚楚的處置。楚楚去縣衙看望挨板子的楚河，兩人親近的相處被來給楚河送傷藥的蕭瑾瑜剛好看到，蕭瑾瑜心亂如麻。蕭瑾璃旁觀者清，開解蕭瑾瑜，兩兄弟也解開了藏於心中多年的隔閡。楚楚撈了前日掉落河裡的乾坤鏡送還蕭瑾瑜，蕭瑾瑜因爲她不顧危險獨自下河又大發雷霆，楚楚誤以爲蕭瑾瑜因爲上輩的血仇而再不想見她，只求蕭瑾瑜准許她一起去找蕭恆，之後隨其處置，蕭瑾瑜無奈答應。西平公主想以自身的悲劇打動皇帝，懇請皇帝收回給蕭瑾璃和冷月賜婚的旨意，卻惹得皇帝震怒。冷月勸解又被楚楚氣到的蕭瑾瑜，要他把握機會，反被蕭瑾瑜告知景翊心裡已經有人了，讓她自己去問。衆人各懷心思，一起進山尋找蕭恆。

御前太監孫明德覺得皇帝催婚是醉翁之意不在酒，跟秦欒嚼舌當年蕭恆遇害後西平公主一胎誕下二子的閒話。蕭瑾瑜等人按跡循蹤，終於在鳳凰山中破解了蕭恆留在沼澤的最後一道謎題，按棋局裡隱藏的線索自泥潭中打撈出五年前沉潭自盡的蕭恆。衆人大悲。蕭瑾瑜强忍悲痛以反切注韻法解譯出隨蕭恆一起沉潭的密碼遺書。蕭恆在遺書中講述了當年劍南節度使的謀反案中的驚天冤情，原來所謂的謀反竟是正義之師奉旨勤王。蕭恆爲保留證據爲劍南節度使陳瓔一衆忠義之師平反，以身爲棺將當年文帝的衣帶詔留存爲證，以待後人明法。

薛汝成抵達黔州，得知蕭瑾瑜竟將假錢一案交予李璋主理，頓覺不妙。薛汝成安排李璋帶人去抓捕楚楚，自己去縣衙拖住蕭瑾瑜。然而蕭瑾瑜及時接到消息，安排景翊傳信，讓蕭瑾璃帶兵護衛楚家。蕭瑾璃和景翊、冷月與前來抓人的李璋大動干戈，混亂中楚楚察覺李璋的異樣。平反陳年冤案需得謹慎籌謀，楚楚逆黨遺後的身世也無法立時洗清，面對奉旨前抓人的恩師薛汝成，蕭瑾瑜只好將父親蕭恆沉潭的內情悉數告之，暫解楚家之圍。薛汝成看出來蕭瑾瑜對楚楚的感情，藉此提醒他楚楚身份低微與他雲泥有別，想要說服蕭瑾瑜交出楚楚。然而卻被蕭瑾瑜一番真心剖白說得啞口無言。薛汝成爲防止自己在西南的一切布局被蕭瑾瑜看破，力勸蕭瑾瑜儘快回京。

西平公主想以自身的悲劇打動皇帝，懇請皇帝收回給蕭瑾璃和冷月賜婚的旨意，却惹得皇帝震怒。小太監金寶將西平公主與皇帝的談話報告秦欒，御前太監孫明德覺得皇帝催婚是醉翁之意不在酒，跟秦欒嚼舌當年蕭恒遇害後西平公主一胎誕下二子的閑話。蕭瑾瑜等人按迹循踪，終于在鳳凰山中破解了蕭恒留在沼澤的最後一道謎題，按棋局裏隱藏的綫索自泥潭中打撈出五年前沉潭自盡的蕭恒。衆人大悲。蕭瑾瑜强忍悲痛以反切注韵法解譯出隨蕭恒一起沉潭的密碼遺書。蕭恒在遺書中講述了當年劍南節度使的謀反案中的驚天冤情，原來所謂的謀反竟是正義之師奉旨勤王。蕭恒爲保留證據爲劍南節度使陳瓔一衆忠義之師平反，以身爲棺將當年文帝的衣帶詔留存爲證，以待後人明法。

薛汝成抵達黔州，會見爲他在西南籌謀奪位大計的刺史李璋，得知蕭瑾瑜竟將查查假錢一案交予李璋主理，頓覺不妙。薛汝成安排李璋帶人去抓捕楚楚，自己去縣衙拖住蕭瑾瑜。然而蕭瑾瑜及時接到消息，安排景翊傳信，讓蕭瑾璃帶兵護衛楚家。蕭瑾璃和景翊、冷月與前來抓人的李璋大動干戈，混亂中楚楚察覺李璋的异樣。平反陳年冤案需得謹慎籌謀，楚楚逆黨遺後的身世也無法立時洗清，面對奉旨前抓人的恩師薛汝成，蕭瑾瑜只好將父親蕭恒沉潭的內情悉數告之，暫解楚家之圍。薛汝成由此確認蕭瑾瑜已對李璋産生懷疑，爲防止自己在西南的一系列布置被蕭瑾瑜看破，保在西南的陰謀順利進行，薛汝成力勸蕭瑾瑜儘快回京。

薛汝成看出來蕭瑾瑜對楚楚的感情，借此提醒他楚楚身份低微與他雲泥有別，想要說服蕭瑾瑜交出楚楚。然而却被蕭瑾瑜一番真心剖白說得啞口無言。冷月因得知朝廷要給她和蕭瑾璃賜婚而遷怒蕭瑾璃。蕭瑾瑜却在這場賜婚中發覺黔中道節度使軍中可能有問題，讓冷月給與她一向不和的祖父節度使冷沛山去一封家常問候信，投石問路。爲了不被賜婚，冷月勉爲其難答應。楚楚依約來向蕭瑾瑜求處置，却不想被蕭瑾瑜表白求婚，楚楚無措之中奪門而去。蕭瑾瑜找對男女關係“經驗豐富”的景翊求指教，景翊給蕭瑾瑜支招。秦欒翻查如歸樓拿回的監視紀錄，對蕭瑾瑜和蕭瑾璃兄弟二人的身份産生了懷疑，命孫明德交待周翰，暗中搜捕公主府舊人。蕭瑾瑜本欲著人搜山查找許如歸的下落，却突然獲知楚河獨自去尋許如歸再次下落不明。原來楚河猜到了許如歸可能的躲藏之地，便想著將功贖罪自己跑去擒拿許如歸，險些喪命。好在虛驚一場，最終衆人擒住了受了重傷的許如歸。

蕭瑾瑜按景翊的法子再去向楚楚表白，却因爲把當地喂猪的草料當成花送鬧了大笑話，鎩羽而歸。景翊冷月得知經過，圍觀蕭瑾瑜看笑話。蕭瑾璃點醒病急亂投醫的蕭瑾瑜，要跟著自己的心走。皇帝命蕭瑾瑜查私鑄銅錢案的聖旨送抵，眼見蕭瑾瑜已懷疑到李璋身上，薛汝成只好安排李璋銷毀證據、殺人滅口，自己帶上許如歸先行回京。李璋依計在鳳凰山鑄錢之地設下埋伏，主動出面引蕭瑾瑜等前去。在鑄錢的山洞中楚楚發現與李璋手上傷口吻合的雕版工具，蕭瑾瑜揭開李璋刻製錢範、主持私鑄銅錢的罪行。

李璋引爆事先安置在洞中的炸藥，想趁亂逃跑，楚楚去追李璋，蕭瑾瑜緊跟而去，三人被炸落的山石困在洞中。李璋欲殺蕭瑾瑜，被楚楚用石頭砸昏，蕭瑾瑜却因幽閉症發作陷入幻境，楚楚情急下以口度氣救醒蕭瑾瑜。絕境之下，楚楚終于勇敢面對自己，接受蕭瑾瑜的真心表白，與他禍福與共。蕭瑾璃和聞聲趕來的景翊冷月一起搜救，蕭瑾瑜和楚楚也積極尋找出路。終于兩方趕在山洞坍塌前成果匯合，衆人有驚無險地撤出山洞。蕭瑾瑜爲救楚楚受傷，得楚爺爺救治。景翊哄住關嶺縣令鄭有德，避免事態擴張。冷沛山在軍中接到冷月的來信，節度副使侯斌、趙捷都擔心軍中之事已被蕭瑾瑜察覺。薛汝成在臨近長安得地方遭埋伏攔截被砍傷，許如歸被人劫走。

李璋剛一出事，刺史府便被一隊節度使兵裝扮的人一把火燒了。被困山洞的李璋傷了腦子，言語瘋癲之中透出昌王蓄謀篡權奪位之事。蕭瑾瑜又在此時收到冷沛山請他前去調查軍中“邪祟殺人”的信，懷疑的矛頭頓時指向冷沛山。西平公主得知近日有人在尋找她生子後遣散的奴婢，大驚失色，事關蕭瑾瑜兄弟性命，公主命公主府的半夏姑姑暗查攔截。蕭瑾瑜欲帶楚楚同去軍營，再次向楚楚表白心意，楚楚深情的回應被楚河無意中看到。楚河明白了楚楚和蕭瑾瑜兩情相悅，也折服于蕭瑾瑜的才能和品行，甘願退出，繼續以哥哥的身份守護楚楚。冷月因爲冷沛山的事鬱鬱寡歡，得景翊勸解，决心與衆人一同入節度史軍營查探究竟。

傷薛汝成劫走許如歸乃是薛汝成自編自導的一場苦肉計。得知許如歸被他人劫走的秦欒猜到自己是被昌王捏了把柄，深感危機。爲查明軍中真相，蕭瑾瑜安排最會隨機應變的景翊喬裝傷兵潜入軍中醫所暗查，自己則帶楚楚、冷月隨蕭瑾璃面見冷沛山，瞭解“邪祟殺人”事件的經過。楚楚驗尸發現已死亡的軍中將士確實都是自殺，蕭瑾瑜准其剖驗尋找更多綫索。西平公主得知周翰秘密帶公主府舊人返回長安，派半夏去攔截，却不想人早已被掉包，半夏撲空。秦欒審問公主府舊人獲知蕭瑾瑜兄弟中有一個非公主親生，懷疑被抱養的正是當年劍南節度使謀反一案中的主謀劍南節度使陳瓔家的遺孤。

冷月偷偷潜入冷沛山營房查找綫索，蕭瑾瑜從冷月搜來的書信中得知冷沛山身患重病命不久矣的事，發覺此前的調查恐怕被人有意誤導，即使調轉查證方向。楚楚剖驗發現自殺的死者們竟然是在無意識中自殺身亡，雖不知“邪祟”爲何，但情形確實古怪。景翊半夜在醫帳中突然“中邪”發狂，結合楚楚的驗尸發現，精通醫藥的冷月發現景翊是中了洋金花毒而致幻，而這也正是此前自殺的死者們會在無意識中自盡的誘因。然而衆人一時找不到下毒的途徑，景翊不顧危險重返醫帳。冷月潜回冷沛山營房欲送還書信，被冷沛山抓個正著，兩人交手，冷月被擒。薛汝成利用秦欒壽辰將至，令博古齋以賀禮爲餌，暗示秦欒許如歸在他們手中，誘秦欒出宮相見。

蕭瑾璃的調查結果將嫌疑指向了節度副使侯斌，就在蕭瑾瑜要去找侯斌問話時，侯斌在竟在自己的房中自盡而亡。楚楚提出儘快剖驗的請求在軍中激起非議，蕭瑾瑜力挺楚楚。楚楚的驗尸結果和在侯斌帳中發現的裝蜣螂的罐子，讓蕭瑾瑜破解了凶手下毒的途徑。徹夜混亂中不見冷月和冷沛山，蕭瑾瑜和楚楚到冷沛山帳中詢問，救下被捆在其中的冷月，也解開了冷家祖孫間積年的誤會。衆人在冷沛山治病用的艾條中發現丹毒，采買艾條的掌書記吳琛正是在軍中下毒的凶手，而他恰在此時不見了踪影。徹夜搜尋後，吳琛的尸體被從軍中水井裏發現，蕭瑾瑜令楚楚驗尸取證。長安朝中韓績向皇帝參告蕭瑾瑜擅自插手西南軍務欲治罪蕭瑾瑜。景致力勸之下皇帝下令立刻招蕭瑾瑜回京。

楚楚蒸驗吳琛的尸體，發現他是被人打暈後投入井中而溺死的。蕭瑾瑜推測吳琛背後主使將要奪營，聯手冷沛山設局，蕭瑾璃帶兵將以趙捷爲首的一衆反軍一網打盡幷手刃趙捷。蕭瑾瑜帶景翊和楚楚搜查趙捷營房，發現一封尚未來得及發出的密語信，通過解密破譯出的內容顯示，此時還有另一隊反軍已潜去長安。蕭瑾瑜讓景翊審問營中擒獲的反軍，才知冷沛山爲穩定軍心，已下令將反軍全部處决。幸得楚楚驗尸發現反軍身份綫索，蕭瑾瑜分析出其中蹊蹺。秦欒應邀來到博古齋，掌櫃口稱代昌王殿下邀秦欒共圖大業，秦欒顧忌許如歸在其手中，答應結盟，也終于知道了這個所謂的昌王便是在朝中一向懦弱示人的薛汝成。

蕭瑾瑜查閱吳琛生前所做的軍需帳目，揭發出吳琛以假鑄錢換真軍餉，囤積謀反物資軍械的罪行，又結合蕭瑾璃在黔州軍的調查，最終揭穿黔州軍官匪勾結，利用徵兵將反軍三易身份最終滲透節度使軍隊的整個陰謀。蕭瑾瑜巧用調查私鑄銅錢的便宜行事之權，暫時解了節度使軍中的假鑄錢危機。然而另一隊反軍已借科舉之機假扮學子進京。秦欒爲給薛汝成的反軍提供進城的便利，勸得皇帝同意將城門守衛盤查之責交給神策軍，幷在各入京要道設伏阻止蕭瑾瑜返京。經軍中一事，冷沛山看出景翊與冷月的兩情相悅，接納了看似風流實則專情的景家小狐狸。景致得知秦欒查西平公主一胎二子的事，也猜到其中隱情，爲保蕭瑾瑜等平安回朝，隻身前往公主府勸說。

景翊、冷月携手鏢局二當家以身爲餌，吸引秦欒等人的火力。蕭瑾瑜以暗度陳倉之計潜回長安。原定兵部文書抵達長安的日子，薛府突發大火，藏在鏢局貨箱中悄悄進城蕭瑾瑜與楚楚趕到調查，混在青樓馬車中進城的景翊也趕到匯合。蕭瑾瑜爲薛汝成之死悲痛欲絕，楚楚驗尸却發現死者幷非薛汝成，薛府種種綫索讓蕭瑾瑜恍然意識到薛汝成的真實身份，而在兵部衙署找到的一封呈報西南軍情的文書更是證實了他不願面對的事實——他的啓蒙恩師薛汝成就是他一直要緝捕的元凶首惡。蕭瑾瑜因恩師的背叛和被蒙蔽利用的自責而崩潰，楚楚的支持和陪伴讓他重整旗鼓，决意與詐死脫身的薛汝成全力一戰。

太醫令張樞被目睹懸梁自盡于太醫署，韓績勘察現場發現一份記錄西平公主當年只誕下一胎的脉案，結合公主府舊人的證詞，向皇帝檢舉揭發西平公主，欲借欺君之罪誅殺蕭家母子。却不料蕭瑾瑜等人提前秘密歸京，楚楚更是檢驗證實張樞乃是被害身亡。蕭瑾瑜御前揭穿脉案乃是僞造，幷根據現場痕迹還原複刻犯罪現場的機關，當場抓出真凶孫明德。秦欒當即殺孫明德滅口，只認管教不力之罪，然而面對當年劍南節度使冤案的指控，却拒不承認，幷向皇帝指認已獲得正式仵作身份前來作證的楚楚即是當年劍南節度使謀反一案中逆黨的遺後。

在種種周全的鐵證面前，蕭瑾瑜條分縷析，劍南節度使謀反一案真相大白，秦欒百口莫辯被擒入獄。韓績方知自己被秦欒利用，幡然悔悟。蕭瑾瑜和楚楚將兩塊石墜交還公主，當年定情信物終于再次合二爲一，公主得以了却夙願。楚楚已從西平公主、蕭恒和蕭瑾瑜相貌間的差別中辨出蕭瑾瑜是兩兄弟中抱養的那個，原來蕭瑾瑜正是當年劍南節度使陳瓔的遺孤。皇帝將平反劍南節度使冤案之事交給閣老景致查辦。蕭瑾瑜敏銳覺察秦欒還留有後手，和景致聯手使連環計審問秦欒，及時阻止了秦欒弑君的毒計。秦欒最終在獄中自絕。薛汝成得知盟友秦欒落網，啓動備用計劃。

冷月想回京中冷家老宅看看，然而府門緊鎖，景翊却拿來了冷沛山給他的鑰匙，冷月明白景翊已得到了冷沛山的認可，感動于景翊爲她所做的一切，以主動一吻表明心迹。蕭瑾瑜苦思如何盡可能减少無辜百姓傷亡又能將一衆逆党一網打盡，楚楚說服蕭瑾瑜，甘願犧牲來之不易的正式仵作身份，幷以二人成親做誘餌，引薛汝成入局。景翊和冷月在西市破解了薛汝成派人僞造的造勢“神迹”。狡詐的薛汝成却在此時突然將發著高燒的許如歸丟至三法司。蕭瑾瑜審問發現事有蹊蹺，楚楚主動請纓對被送來當“人肉炸彈“的親舅舅許如歸施用“手術”以解“炸彈”之危。

在冷月的協助下，楚楚順利取出許如歸腹中的毒藥，幷保住了許如歸的性命。蕭瑾瑜看破了薛汝成欲借楚楚仵作之手團滅三法司衆人，以他的葬禮爲契機弑君的毒計。爲確保將賊人一網打盡，衆人决定主動出擊，引蛇出洞。薛汝成落于被動，但已騎虎難下，只能赴蕭瑾瑜的婚禮之局。薛汝成以冷月、景翊爲質闖入婚禮中的公主府，就在認爲自己聲東擊西的計策得手之時，却發現投靠他的周翰早已被蕭瑾瑜策反，而他擒來的皇帝竟是楚楚假扮。被揭破假昌王身份的薛汝成衆叛親離，爲活著逃離，薛汝成同意蕭瑾瑜以自己換下楚楚，却終是死在昔日學生親設的機關之下。衆人齊心所設瓮中捉鱉之計，成功將賊人一網打盡。而在兩人婚禮上，楚楚得到了皇帝親賜的“御賜仵作”身份，成功實現了自己案子與漢子兼得的人生理想。