武三思慌慌張張前來稟報武皇，之前派去全國各地收集銅料，包括武懿宗在內的十二名武氏子弟昨天都同時神秘的失蹤了，而有親隨說過武懿宗等人失蹤前都說要去南郊的西林禪寺進香，此后便沒了消息，他搜查過西林寺也并未發現任何蹤跡。狄仁杰聽此深感此事有蹊蹺，便向武皇領命徹查此事。
天樞的封禪大典上，武皇上前祭拜。國師見此便暗中與一小道士交換了眼神，小道士啟動了一個開關，隨即黃金蛋被熔解，顯示出了太陽神鳥，而現場卻黑煙彌漫，天樞破裂，地上流露著黑色的液體。
本是祥瑞之兆卻變得如此，國師見狀也露出了自己的真面目，原來他竟是蟒氏與梟氏的后人，他是王皇后的侄子，而他的夫人傾城則是蕭淑妃的侄女，今天他要代表公道，為王皇后和蕭淑妃報仇，為他們的宗族報仇。
狄仁杰此時卻上前向國師講了一個故事，十六年前，王皇后和蕭淑妃的一對后人在流亡途中相遇并結成了夫妻，不久后妻子懷孕，丈夫非常高興便想為兒女打造一對金鎖，于是他便潛入黃金谷想偷取黃金。然而令他沒有想到的是他一進谷就被波斯公主所迷住了，忘記了塵世的妻子。直到他遇到了同病相憐的沈布衣，從沈布衣那里他得知了一個驚天的大秘密，那便是麗綺絲與她弟弟伊涅師的身世。
這個秘密勾起了丈夫對自己家族遭遇的無比感慨，于是一個似乎天衣無縫的復仇計劃便在他的腦海中漸漸萌生。他將與自己有著同樣復仇情懷又年少無知的伊涅師王子誘騙出谷，在一秘密之處將他撫養長大，以備后用。遺憾的是丈夫的行為很快就被麗綺絲發現，為報復他拐走了自己的弟弟，麗綺絲凌厲反擊，劫走了那位丈夫的妻子，以及他們雙胞胎嬰兒中的一個。
十六年后，丈夫利用伊涅師王子的復仇志向與黃金谷點石成金的傳說，誘惑了武氏宗族的子弟，他表面與他們結成同盟，用迷信蠱惑他們信奉勝蚩伶，背后則在操縱這群不逞之徒逆行謀反。在這一切動亂的幕后，這位丈夫選擇將計就計，與進入黃金谷的妻子暗中里應外合，利用沈布衣偷偷研究熔金之術，策劃了這場以天樞為核心的終極復仇。
易大洪對狄仁杰這個故事感到不可置信，自己精心策劃的這一切竟都被狄仁杰所知曉，狄仁杰只道既然他利用了易大洪和國師弘毅兩個身份來蒙騙于自己，想讓自己幫助他完成計劃，自己自然就有了時間，一點一點地拼湊出真相，查出事實。
易大洪知曉自己被拆穿了身份后，但他依然十分猖狂，他認為這里就是狄仁杰與武則天的葬身之地。而這時，狄仁杰讓他再看清眼前的這一切，現場的黑煙均已經散去，而天樞也不再破裂。易大洪和眾人都對這一切感到困惑，達斯坦上前向他們解答了這個謎團。
達斯坦上前揭開了自己的人皮面具，原來他竟是李忘風。之前在陽明宮他用了金蟬脫殼的方法騙過了易大洪。易大洪對此更加詫異，他想要讓狄仁杰告訴他這一切究竟是怎么回事。狄仁杰告訴他早在陽明宮之行，忘風道長和他便發現了他的奇怪之處，為了弄清事情的真相，他們便將計就計，后來為了證實這一點他便格外留意，結果發現易大洪和弘毅兩人從來沒有同時出現過，他由此推斷這兩人很有可能便是同一個人，然而令他最終信服的證據還是易大洪的假死，元芳在墳墓中并沒有發現易大洪的尸體，所以他確信易大洪乃是假死，以此來恢復國師的身份。
確認過易大洪與弘毅乃是同一個人之后，狄仁杰又從南雁的那枚金鎖，劫糧案邱營佐夫婦的訊息中猜出了他的身份，至于他能發現熔金術則是因為沈布衣所作的細密畫中有金粉的存在，他再從沈布衣臨死前所念叨的找到了和手中所攥的食鹽聯想到了其它案件所出現的金粉，因此他與李忘風兩人多次進行試驗，終于找到了這熔解黃金的液體，也就是假縣令和小丑被灌下的神水。
邊關的三千士兵亦是見識到了易大洪的這一熔金術，他們誤以為這是煉金術便拋下一切為易大洪效力，他們參與了地震以來的種種案子。而沉家堡內小丑的死，元芳被毒蛇攻擊就是因為易大洪要隱藏酒窖中的這種神水，至于沈布衣則是被易大洪與傾城兩人所拘押，他們利用細密畫讓沈布衣研究出了熔金之術，沈布衣的眼睛就是長期進行研究才被熏瞎的，但最后當沈布衣研究出了這種熔金之術，卻被易大洪殘忍殺害。
易大洪對狄仁杰的這一分析感到了欽佩，但他好奇于狄仁杰是如何獲得神水熔金，從而阻止天樞的崩塌。狄仁杰拿出手中的玻璃塊告訴了他，他和李道長進行研究過，玻璃和陶瓷是不會被神水所熔化，所以李道長便在天樞的承重部位加上了玻璃和陶瓷進行保護。
狄仁杰還指出了他們身邊的沈飛云其實就是伊涅師王子，而真正的沈飛云則是他們在客棧中遇到的那個逃犯，那個逃犯也是因為易大洪害怕他泄露了訊息，所以被易大洪殺死。至于伊涅師王子在被易大洪利用完之后就對易大洪沒有了任何用處，所以易大洪便將伊涅師綁在沉家堡的酒窖之中等死，幸虧是狄仁杰與元芳兩人及時發現了這一切，解救出伊涅師。
伊涅師此時被帶到了現場，他看到易大洪后十分憤怨，他為了幫助易大洪假扮勝使，綁架了武氏子弟十二人，可易大洪卻沒有履行對他的承諾。武則天問起了易大洪武氏子弟十二人的下落，易大洪卻道這十二人已經為武則天盡忠了。武則天聯想到這天樞上的十二尊金人，她深感不妙。
狄仁杰告訴武皇他們救出伊涅師之后他便勘察起了沉家堡的酒窖，發現里邊竟有鑄造金人的模具，而他未能先勘破易大洪此陰謀，武氏十二人怕是已經遇害。易大洪聽完狄仁杰的判斷后大聲狂笑，武氏十二人早已經被他做成了金人，和天樞永遠地灌鑄在一起了。
狄仁杰此時還向易大洪提起了小丑，易大洪殺害小丑的目的是因為小丑無意中目賭了他偷神水一事，狄仁杰不解神水既然是他們自己研制，又為何要去偷取。易大洪告訴狄仁杰黃金谷是麗綺絲的天下，神水煉金本就是她的主意，他們只過是竊取成果而已。但麗綺絲對神水監管很嚴格，她命人將配好的神水運出谷外，秘密藏匿于沉家堡的酒窖之中，并派遣一名忠實的奴仆嚴加監管。他們雖然已經掌握了沈布衣的配方，卻不能掌握已經制好的神水成品，所以只能是偷，乃至后來發展到讓武氏子弟去搶。
狄仁杰告訴了易大洪小丑并非是無意撞破他偷取神水一事，而是一直在暗處監控于他，甚至小丑還幫助他們破了劫糧一案。易大洪想要知道小丑的身份，狄仁杰只道他曾經一度也好奇于小丑的身份，直到那天在黃金谷中，綺麗絲偷偷給了他一張小紙條，他才知道了小丑的身份。原來小丑的主人是沉玉，小丑只是給沉玉做事，為麗綺絲盡忠之人。而沉玉才是小丑行動的策劃者，易之洪真正要殺死的對象。
小丑之死在當時便引起了沉玉的警惕，于是沉玉便暗中將神水勾兌了其它的成分，使它失去了原有的威力，這也正是天樞不可能倒塌的原因之一。至于小丑臨死前手中所握著的金鎖，它則是沉玉之物，沉玉就是南雁的雙胞胎哥哥。易大洪當年將伊涅師誘騙出谷，而麗綺絲為了報復，她便派人將傾城和其中的一個孩子劫走。為了方便控制，麗綺絲便將他們母子兩人隔離，在黃金谷外將沉玉單獨養大，命令沉玉專門與易大洪作對，使其父子間反目成仇。
易大洪到了此時還想要用自己那三千兵卒滅亡武周，可武則天和狄仁杰已經早有準備，蘇定方早就奉武則天之命將那幾千兵卒控制住，武則天聽到蘇定方的捷報便下令鳴放禮炮，慶祝這天樞的封禪儀事。易大洪此時也終于認輸，他揭開了自己的人皮面具卻還想殺了武則天，幸虧元芳及時出手阻止，可易大洪和沉玉兩人還是逃跑了。
黃金谷內，傾城得知了易大洪的失敗和沉玉的身份，南雁此時也來到了谷內想與傾城相認。沉玉上前指責了傾城與易大洪兩人的這一系列罪責，并告訴他們麗綺絲才是他唯一的親人。南雁責備沉玉不該如此對待傾城，而易大洪此時也向他們承認了是他自己對不起這一家人，傾城告訴南雁和沉玉兩人，之所以會重啟復仇計劃都是因為易大洪迷戀上了麗綺絲，所以她才付出了這么沉重的代價來配合他的復仇計劃，可是最終麗綺絲走了，計劃也失敗了，他們什么都沒有得到。
易大洪和沉玉兩人聽到麗綺絲走了一事都開始神志不清，他們倆人瘋狂地想要去尋找麗綺金，而易大洪更是想要讓沉玉將他鑄成金人，然后在此永遠等待麗綺絲。傾城看著眼前的丈夫和兒子頓時失去了人生的希望，她也深深明白這一個家已經毀了，于是她便拿出準備好的毒藥服毒自盡。
狄仁杰和元芳此時也帶著人馬趕到了黃金谷，可惜還是晚了一步，傾城已經死亡，南雁抱著傾城泣不成聲。狄仁杰無能為力也只好深感痛惜，隨即他便將易大洪和沉玉兩人捉拿歸案。南雁埋葬了傾城之后便決定自己要單獨留在谷內生活，她想將曾經的自己找回來，元芳知曉她的決定后也不強求于她。
元芳安頓后南雁后便前來找狄仁杰，他向狄仁杰提出了自己的疑惑，道家有一種金蟬脫殼之法，如果李忘風并非是李忘風，而是李淳風。狄仁杰打住了元芳接下來的話，他告訴元芳不管是李忘風還是李淳風都沒有區別，人只要順應自然，自然就會忘憂。
沈布衣是李淳風的弟子，而李淳風最喜愛的徒弟便是李忘風，易大洪也是從他那里拜入李淳風門下，李淳風曾經有個名號叫圣蚩伶，易大洪便到處借用了這個名號，故弄玄虛。而李淳風本是太宗老臣，自然不贊同武則天登基，但局面所致他也不好強行扭轉乾坤。后來他從達斯坦處得到了天樞的啟示，其實他也是為了武皇彌補先天不足，以免乾坤震動。易大洪師從于他，但他很早就發現易大洪心懷異志，故而于自己脫殼之時，將其本真意念灌注忘風道長，以觀后事，這才是真正順應天道的脫殼之法，生生不息，以至于無有窮盡。
說罷，狄仁杰與元芳兩人便在山谷之中騎馬離去。眼前的這一樁樁撲朔迷離的案情都已經結束，可這天下蒼生還有更大的案情和謎團等待他們去揭破。狄仁杰深知想要守護好這個天下，守護好這方百姓便要把這天下當成自己的家，只有這樣百姓才得以安居樂業。