突厥吉利可汗的寿辰将至，武则天派遣狄公的左膀右臂李元芳及曾泰组成一支使团赴突厥祝寿，并为吉利准备了精致的寿礼——由本朝金银器大师，殿中省将作大监波斯人沙尔汗亲手制成的，此盘全部由纯金白银打造，直径近三尺，单以材料而论，便已花费巨万，盘底装有机括，触发之后，镶在盘中央的两片银制寿桃就会缓缓打开，一棵挂满玛瑙宝石的黄金树，从盘内冉冉升起。众人观后无不拍手称奇。
沙尔汗禀告，为武则天寿诞，打造金银器所用的一百万两白银和十万两黄金，将于三日后由府库运至善金坊。
回府的路上，狄公看到数十名老弱妇女围在洛州刺史府门前高声喊冤，细问之下得知，洛阳二十多名银匠被人雇佣外出做活，至今杳无音信，活不见人，死不见尸。狄公决定亲自接管此案。根据银匠李永之妻乐氏提供的线索，狄公在洛阳北门的墙缝间找到了李永插在那里的小银片，银片直指城外。事不宜迟，狄公率手下军头化装出城追查，在邙山深处已废弃的上灵村，找到五辆崭新的乌蓬马车。
《神探狄仁杰4》分集剧情介绍之银车奇案入夜，几个骑马的黑衣人鬼鬼祟祟地潜入村中，趁夜色掩护，悄然离去，于第二天中午来到洛阳，竟然驶进将作大监沙尔汗的家中。狄公当即断定，此案定与沙尔汗有关，为避免打草惊蛇，狄公并未惊动他，而是命众军头昼夜监视沙府。
然而，意想不到的事情发生了，当天夜里，守卫森严的皇家制御坊——善金坊起火焚烧，大火烧了两天两夜，皇帝武则天沮丧地宣布，善金坊失火焚烧，将作大监沙尔汗及坊内百名工匠殉职，制作金银器用的一百万两白银及十万两黄金银融于大火之中。
狄仁杰 然而，狄公却不这么想，银匠失踪案刚发，金银作坊便遭大火，这两件案子都与金银有关，且两案的核心人物又都是将作大监沙尔汗，世上没有这么凑巧的事情···通过勘查现场，狄公得出结论，善金坊被一支神秘骑兵袭击，这些人抢走制器用的金银，纵火将作坊烧毁。此言一出，举朝震惊，武则天委派狄公查察此案。
经过一番艰苦卓绝的探查，真相终于浮出水面，原来，这是一场蓄谋已久的大阴谋，策划者正是沙尔汗···
狄公率众军头突袭沙府，果然，在后堂的地窖中找到了失踪银匠的尸身。他一鼓作气，率千牛卫包围上灵村，抓捕了隐藏在那里，诈死埋名的沙尔汗，截获了五辆由被劫金银浇铸而成的马车···
然而，事情却远远没有结束，意想不到的事情接踵而来，首先，狄公发现，那些袭击善金坊的骑兵，竟然是突厥的精锐···紧接着，在审讯中，沙尔汗畏罪自杀，死前，他狞笑着对狄公道：“你的末日就要到了···”
而更令人吃惊的是，沙尔汗之妻钟氏前来认尸，却发现，死者并不是沙尔汗!狄公震惊之余，决定亲身犯险，乔妆沙尔汗部下赶往河西卫接头···
《神探狄仁杰4》分集剧情介绍之杀人陷阱李元芳、曾泰率使团护送郡主一路西行，在沙漠中遇到一支神秘骑兵的袭击，卫队全体阵亡，元芳保护曾泰携带礼物杀出生天，逃到月氏国，受到了国王差斥的热情款待，席间，他们见到了沙尔汗的孪生弟弟亚喀，两人长得竟是一模一样，原来，沙尔汗和亚喀都是制作金银器的高手匠人，亚喀替月氏国王差斥管理金银器。差斥提出要看一看进献给吉利可汗的礼物——寿桃鎏金大盘，元芳盛情难却，将大盘取出展示，就在此时，殿中灯火突然熄灭，转瞬即亮，元芳等虽觉怪异，也并未多想。第二天差斥派卫队，护送元芳、郡主和曾泰前往突厥。
李元芳 吉利可汗为迎接唐使及老朋友李元芳和曾泰，在石国牙帐举办盛大宴会。席间元芳为吉利可汗献上武皇的寿礼——寿桃鎏金大盘，就在这充满欢乐的时刻，可怕的惨剧发生了!随着大盘打开，升起的不是挂满玛瑙的黄金树，而是三支毒箭，正中吉利可汗面门。当夜，吉利可汗毒发身亡。
与此同时，远在神都的武则天接到了一连串来自边关的塘报及证物，矛头直指狄公，说他与突厥好战贵族娑葛勾结，密谋杀死吉利可汗，挑起战乱。武则天将信将疑，来到狄府，却发现狄公不在府中，细问之下，家人回禀，几日前狄公便率人带着银马车悄悄离开了洛阳。皇帝万分震惊，恰在此时，边关急报传来——吉利可汗被李元芳、曾泰刺杀而死!皇帝最信任的人，堂堂的朝廷宰辅狄仁杰竟然是内奸!这令武皇痛心之余，感到空前的震怒，她立刻下旨，命内卫首领凤凰率千牛卫跟踪追击抓捕狄仁杰!
身陷突厥的李元芳、曾泰被吉利可汗之子阿史救出，元芳百思不得其解——大盘内的黄金玉树怎会变为杀人的毒箭?忽然，他想到了在月氏国宴会上灯火熄灭那一幕···难道这里面有鬼?几人决定前往月氏，一查究竟。
狄公押解银车到达河西卫，发现接车的竟然都是突厥人，突厥人验过银车后便让他们离开。狄公暗中跟踪，发现突厥人押着银马车，来到距河西卫几十里的凉州军械局，目的是用银马车化成的上百万两金银购买羽箭运到突厥。狄公终于明白了沙尔汗劫银的真正用意···就在他准备回转凉州搬兵，将运箭的突厥人一网打尽之时，抓捕狄公的内卫尾随而至，不由分说亮出圣旨将狄公逮捕，押回凉州···
李元芳一行来到月氏，却被国王差斥骗进一座阴暗的地宫幽闭起来，生死悬于一线···最终元芳凭借清晰的头脑，过人的胆识，找到了地宫暗门，逃出生天。众人商议之下，决定尽快将此事禀告狄公。
《神探狄仁杰4》分集剧情介绍之人骨拼图李元芳、曾泰一行来到凉州，此时，两国战火已起，边关封闭。元芳找到凉州卫大将军，自己的好友王孝杰，惊闻狄公被捕之事。芳与杰设计将狄公救出，并将突厥之行的全过程告之，狄公终于明白了，银车大案不过是一个巨大阴谋的冰山一角，这个阴谋最核心的部份，是要害死一贯主张和平的吉利可汗和自己，破坏两国和平协议，重燃战火。从案发伊始，阴谋的核心便总围绕着金银器，这说明了什么?是谁制造了杀人的金盘?元芳、曾泰在月氏看到的沙尔汗的孪生弟弟亚喀又是怎么回事?狄公决定寻根溯源，前往月氏进行调查···
狄公到达月氏国时，看到的却是令一番景象——月氏国已被其近邻高昌国占领，城中一片混乱，残暴的高昌兵肆意屠杀月氏百姓。狄公面见自己的老朋友——辅政大臣忠节，他告诉狄公，国王差斥几天前暴卒于宫中，死状极为可疑，忠节及众大臣要求验尸，却遭到王妃娜鲁的强烈反对，不仅如此，娜鲁派出卫队企图将忠节等人逮捕，却遭到忠节卫队的顽强抵抗，双方陷入僵持。忠节无奈，请高昌兵前来平乱，想不到却是引狼入室。狄公、元芳、曾泰协助忠节整编卫队，并说服王妃娜鲁同仇敌忾，最终赶走了高昌兵，助月氏恢复秩序。
曾泰 从王妃娜鲁的口中，狄公得知，国王差斥几天前，突患急症身亡，狄公听罢，顿感其中有鬼，他与辅政忠节为首的众大臣坚持要求验尸，王妃娜鲁被迫答允。差斥的尸身终于摆在了验尸台上。
结果令众人万分震惊，差斥是被一种无色无味的烈性毒药毒死，而且，差斥死后，凶手抽掉了他一截肋骨!
验尸结果一出，月氏举朝惊骇，狄公断定，月氏国内定然有人策划了这场刺杀，他请娜鲁批准他在宫中搜查，果然，在差斥寝宫的地毯下找到了骨头，骨头旁还放着一根手指和一根脚趾，经过一番细致的分析推理，狄公恍然大悟，手指和脚趾的含意是“手足”，也就是兄弟，他率人赶往差斥的弟弟委它的家，发现委它已溺死在浴桶中，腿骨被人抽掉。搜查之下，在桌子上找到了腿骨，旁边放着一撮马毛，经了解差斥的妹妹管理国王的马厩，当狄公率人赶到时，差斥之妹已死在马厩里，她的胸骨被抽掉了一根…如燕
案情愈演愈烈，差斥的所有亲属无一例外，每个人死后都会留下下一死者的线索…凶手是谁?他这么做又有什么用意?
狄公百思不得其解，在一次闲谈中，元芳说起了被困地宫的事情，此事引起狄公的注意，他立刻与元芳、曾泰来到后园，打开密道进入地宫，在旧书中，狄公终于找到了答案…
一件奇案告破，狄公赢得了辅政忠节的信任，联手共同对付突厥贵族娑葛。并挖出了暗藏在朝廷中的大内奸。
最终，一场真正的对决开始了……(全剧终)