电影讲述了武周年间，帝京长安接连发生了几起离奇死亡案件。因为死因不明，忠烈祠飞天壁画杀人的谣言愈演愈烈。百姓纷纷认为是天降不祥，人心惶惶。在地方屡破奇案的狄仁杰和神武军都尉谢瑶环奉命一起调查此案，最终不仅破除了谣言，抓住了真凶，还化解了一段二十余年的恩怨。
姜文 葛优 周润发 刘嘉玲 陈坤 张默 姜武 周韵 廖凡 姚橹 邵兵 苗圃 冯小刚 胡军 马珂 白冰 杜奕衡 李静 胡明 危笑 杨奇雨 赵铭
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杜奕衡
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朱荣荣 舒杨 文卓
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赵文卓 姜怡伊 火线 陆彭 杰古 帕丽 宋撼寰
赵文卓 袁洁莹 刘家辉 徐小明 刘子蔚 李赛凤 仓田保昭 陈豪 国建勇 戴娇倩 寇占文 陈国庆
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林峯 胡杏儿 赵文卓
张子璇 刘方为）
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李丁 谢雨桐
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广帅 杨雅涵 刘小铁
艾伯丝·戴维兹 David Kuhn 亚历桑德罗·尼沃拉 艾莉西亚·范·库弗林 杰里·麦纳尔 马特·贝瑟 威尔·奥德哈姆 弗兰克·霍伊·泰勒 斯科特·威尔森 本·麦肯锡 西利亚·维斯顿 艾米·亚当斯 Bobby Tisdale Beth Bostic 乔安·潘考
王浩宇 朱研
演员：杨烁 曾泳醍 韩雯雯 夏凡 张晓龙 朱孝天 杜淳 胡兵 赵子惠 魏积安 周笑莉 谢园 荣蓉
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演员：中叔皇 金川 曹铎 程之
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