《少年神探狄仁杰》讲述了盛唐时期，年仅二十岁的狄仁杰进京参加明经考试，武则天亲自主持监考。考试期间，一名伪装成考生的刺客突然现身，现场顿时陷入混乱。狄仁杰一路追捕，意外发现刺客竟是女扮男装，但对方最终趁乱逃脱。武则天命他继续查明刺客身份，狄仁杰随即发现，这场暗杀背后隐藏着周密而复杂的部署。凭借查个水落石出的决心，他踏上了追查真相之路。
狄仁杰才华横溢，又因护驾有功，很快出任汴州判佐。在汴州，他重逢了初恋楚芸。比狄仁杰年长五岁的楚芸一直像姐姐般照料他，然而后来她嫁给了左司郎中王本立的二公子王彦。新婚之夜，王彦意外身亡，楚芸也因此与狄仁杰再次相遇。两人虽彼此心动，但经历变故后的楚芸清楚地明白，他们之间已没有未来。与此同时，狄仁杰逐渐察觉王彦之死并非意外。随着王家多人接连惨死，一桩桩命案接踵而至，诡异凄美的现场背后暗藏重重谜团，而狄仁杰与楚芸之间若隐若现的情感，也让案件愈发神秘。
