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该剧改编自马伯庸小说《洛阳》，讲述了武周时期一群出身不同阶层的人为调查洛阳悬案而发生的一系列故事。迹于洛阳底层的不良副帅高秉烛阴差阳错卷入案件，成为嫌疑人，在想方设法自证清白时，与为查清父亲被毒杀真相的百里弘毅相遇，二人合作并展开调查。世家出身的内卫思月为任务调查并接近武艺超群、颇有市井智慧的高秉烛，想要寻取与案件有关的告密信，完全不同阶级的两个人互相看不顺眼，却不得不捆绑在一起。随着他们对案件的不断深入，找寻真相，进而发现了一个足以毁灭神都、血染洛水的惊天阴谋。
告密者父女赴神都告密在南市遇害，内卫月华君武思月抢先一步带走嫌疑凶犯，大理寺卿高升却以刺客刺杀长乐郡主为由将其从内卫抢回。 高秉烛潜入大理寺狱冒充春秋道道众套话凶犯，得知“告密者父女已死，神道大业将成”。 高秉烛从告密者尸身上看到熟悉的十字贯穿伤，且找到一张公验，表明告密者自奁山而来，想到告密者在南市与百里弘毅见面的一幕，高秉烛怀疑此事和百里弘毅有关。 内卫奉御郎武攸决授意思月与大理寺联手调查告密者被杀一案，人犯在狱中重伤而亡，大理寺亭长裴谏欲对出入过监牢的人一一审问，此时，高秉烛站出，表示人犯是自己所杀。
高升向圣人汇报杀害南市案人犯的凶手高秉烛已投案自首，思月直言此案疑点重重。圣人将芙蓉牡丹令赐予思月，命她尽快彻查此案，思月向圣人求了一道让内卫负责提审高秉烛的谕旨。 百里弘毅却拒绝与柳家联姻，直言百里延攀附柳家。 思月入联昉见韩冬青，求查高秉烛 在高秉烛被押至内卫途中，大理寺录事陈阙刺杀内卫三人，随后目标瞄向高秉烛，二人在马车内缠斗，高秉烛钳制住陈阙，陈阙突被马车外飞来的一把手戟刺死。高秉烛发现这个手戟和五年前十六夜杀害自己兄弟们所用的武器一样。事后，高秉烛从不良井丑翁处得知此手戟乃奁山黄铜锻造，而这种黄铜是用来修建天堂大佛的。
高秉烛被视为杀害陈阙等人的凶手，思月与裴谏率人进入不良井捉拿高秉烛，高秉烛主动现身。 大婚当日，思月得到联昉消息，判断出高秉烛这次行动的目标是这场婚礼。百里弘毅终究还是为父妥协，娶柳然为妻。 高秉烛在积善赌坊老板窈娘的帮助下，乔装成冬部通事刘章的下人顺利混进百里府参加婚宴。 婚典后，百里弘毅向思月打听告密者一案，得知高秉烛已潜入府中，想到高秉烛此前向自己打探奁山的消息，突然想到阿爷。当百里弘毅和思月赶至百里延书房时，百里延已咽气，高秉烛在场，成为嫌疑人。高秉烛挟持百里弘毅逃出百里府，百里弘毅质问高秉烛为何杀他阿爷，高秉烛称并非自己所为，百里弘毅将信将疑。
大理寺认定高秉烛屡犯命案，高升下令封锁不良井所有出口，高秉烛为解救不良井，与裴谏谈条件，他表示自己会在十日之内抓到真凶。 百里弘毅查看父亲尸体，探知父亲死于毒杀。 高秉烛听闻百里府有货在南市船坞，过去一探究竟，却误入杀局。黑衣人执手戟出现，与高秉烛展开激战，黑衣人落水而亡，高秉烛误以为黑衣人便是十六夜。 兄弟们坟前，高秉烛忆起五年前擅自带他们离开不良井导致七个兄弟被杀害，悲痛万分，然而当他冷静下来，却发现十六夜之死只是假象。 南市船坞一事联昉未收到警讯，公子楚意识到联昉有内奸。
高秉烛开棺验尸，推断百里延中的是大食蛇毒。由于百里延生前的文书卷宗皆被内卫收缴，高秉烛告知思月南市刺案、内卫被杀以及百里延之死，都是春秋道所为。思月为查案，带高秉烛潜入内卫府查阅卷宗。 高秉烛查阅卷宗发现“铜料”记载有异，他将铜矿有问题这一关键线索告知思月。运输铜矿需从奁山走漕运入神都，白浪查到运输铜矿的船是百里府垂柳行的，且近期铜矿纯度大不如从前，这让高秉烛更加坚信铜矿有问题。 得知今夜子时会有一批垂柳行的船从奁山返回神都。
高秉烛与思月在伊河畔看到天狗等人将铜矿调包欲转移别处。 事后，天狗等人要将力夫们杀害。高秉烛本打算跟踪天狗等人追查线索，然而思月却闯入火海救力夫们的性命，高秉烛纠结片刻后选择了返回，在火海中救下了思月和力夫们。 此时，夏官尚书宋凉接到联昉传讯赶至，宋凉要抓高秉烛，思月以芙蓉牡丹令为高秉烛担保。 百里弘毅查阅婚礼宾客名单，发现冬部监修黄安未赴宴，决定亲自登门拜访，当他到黄安家时，却得知黄安已去世。 百里弘毅发现黄安是被人杀害而死，并非死于失火。他查看黄安遗物，意外得知黄安偏房翟氏不久前因一件小事被赶出家门。他察觉其中另有隐情，寻找翟氏。 思月因自己鲁莽行事向武攸决认错，武攸决将此案定性为百里延贪墨，思月点明百里延一案事涉春秋道。 高秉烛从天狗手中拿到漕运黑市交易所用木牌符，发现此符和垂柳行有关，垂柳行大半是柳家产业。同时，百里弘毅进妓馆寻找翟氏行踪。
百里弘毅得知翟氏与垂柳行掌柜张四郎在一起，和高秉烛先后找到张四郎私宅，可惜张、翟二人已被杀害，高秉烛从翟氏身上找到《上圣人事言书》，里边写明巽山公柳褰贪墨铜矿，百里弘毅意识到百里家与柳家联姻是柳褰的阴谋。铜料被调包一事联昉未先知先觉，公子楚命联昉执事韩冬青尽快查明内奸。小五等人坟前，思月逼问高秉烛五年前发生的事情，她推断当年庐陵王在城外遇刺是被高秉烛和他的兄弟们所救，然而高妻烛却对此事只字不提。思月在小五等人坟前立誓无论当年发生了何事，自己定会给他们一个交代。高重烛醉酒忆起往事，崩溃痛哭，思月陪伴在侧。
百里弘毅借口与柳然一起回门，试探柳襄。高秉烛将《上圣人事言书》拿给思月看，思月提出合作。高秉烛想要潜入巽山公府查找柳襄贪墨铜矿的证据，希望思月能给他找来巽山公府的详细地图。思月将巽山公府营造图纸拿给高秉烛，高秉烛这才得知一直以来是联昉将自己的信息透露给思月。百里弘毅在巽山公府注意到一间戒备森严的屋子，这时柳襄出现，点明百里弘毅此次回门另有所图。高秉烛、思月和百里弘毅的目标都是搜查柳襄贪墨铜矿的证据，三人达成合作，决定先到巽山公府找垂柳行转运奁山铜矿的账册。 柳襄心知百里弘毅已经查到了自己头上，为了柳然，决定先留百里弘毅一命。 恰逢长乐郡主生辰，柳褰到东宫赴宴，思月和百里弘毅在宴席间设法牵制柳襄。
高秉烛伺机潜入巽山公府账房，成功拿到账本，然而账本上写的密文只有柳襄的人能看懂，为在柳襄找到对策前破解账本，思月提议求助联昉。 鸢飞将账本被窃之事告知春秋道弟子若庵。 韩冬青赴法善寺与思月等人会面，他拿到账本欲回联昉破解，却遭十六夜杀害，账本不翼而飞，韩冬青临死前将一块写有“崔记”的木牌交予高秉烛。 公子楚从莲花灯熄灭判断韩冬青出事。高秉烛通过韩冬青的联络暗号见到公子楚，戳破其真实身份是东川王，并表示联昉内奸渗透太深，自己愿与联昉合作查清铜矿去向，找到春秋道，揪出内奸。公子楚告知高秉烛神都所有黑市，铜矿并无额外交易，但木炭流通异常，高秉烛与百里弘毅顺着木炭这条线索继续查。 巽山公伤月华君，内卫为月华君出气，抄了巽山公的产业，致奉御郎面圣请罪。
白浪打听到长乐郡主府近日购进木炭数量较大，百里弘毅从长乐郡主口中得知前几日柳襄购置了她的临川别业。 圣人暗点公子楚联昉整顿不力，公子楚承诺圣人会尽快查明内奸。 高秉烛和百里弘毅探查临川别业，发现此地并不适宜炼铜，二人暗中跟踪一个看起来像铸造工的人。 与此同时，思月向柳然打听柳襄与百里延之事，发现百里弘毅不知所踪。 高秉烛和百里弘毅寻到地下炼铜坊，遭众工匠围攻，高秉烛带百里弘毅逃离。高秉烛推测柳襄私窃奁山铜必有图谋，让百里弘毅找思月帮忙。思月召集内卫与百里弘毅前往地下炼铜坊，不料工匠们早已连夜撤离。 高秉烛则只身前往巽山公府。柳襄承认自己就是春秋道的人。
思月和百里弘毅推测高秉烛去了巽山公府，心知不妙，他们赶至巽山公府时柳襄已经服毒自杀，二人责备高秉烛一意孤行。 柳襄贪墨铜矿私铸兵器与伪钱之事已证据确凿，圣人将此案交给高升来办。 百里延一案已查明，临川别业被查抄，柳襄也自裁认罪，不良井解封。 思月带内卫清缴炼铜坊，公子楚与高秉烛分析伪钱数量与失窃铜矿有天壤之别，认为柳襄之死只是春秋道弃车保帅之举，失窃铜矿并不在临川别业。 同时，百里弘毅发现私铸的铜钱有问题，独自下不良井寻找线索，在不良井下发现铸兵坊。
百里弘毅与高秉烛在不良井下发现铸兵坊，为保不良井，高秉烛不愿将此事上报官府，决定带百里弘毅见王登成，然而王登成行迹怪异，高秉烛怀疑他有问题，暗示百里弘毅去找援兵。 巽山公府所有涉事人员均已归案，唯独鸢飞在逃，内卫查抄鸢飞府邸。 高秉烛与王登成到铸兵坊，王登成暴露真面目，这时宋凉带兵出现，原来宋凉早已加入春秋道，在他规劝高秉烛与他一起举兵谋反之际，思月与百里弘毅带人赶到铸兵坊。 另一边，鸢飞带人埋伏于半路，欲对武攸决下手。 鸢飞袭击武攸决落空，身亡。原来，此前宋凉约见武攸决，武攸决正要赴约时，思月告知他宋凉有问题。 宋凉手下与内卫在铸兵坊大打出手，宋凉被思月带人包围，十六夜现身。
高秉烛追击十六夜，二人胶着之际李北七出现抓住高秉烛，十六夜脱身，高秉烛被当作嫌犯带回内卫。 武攸决为不让思月与高秉烛多纠缠，以不良井人性命为条件，逼迫高秉烛承认自己与宋凉勾结。思月决定抓回王登成为高秉烛洗脱罪名。 联昉在宋凉谋反一事上再失先机，圣人委派晋王武三俞彻查此案，并提醒东川王加快肃清联昉，否则公子楚之位不保。 宋凉与高秉烛在五年前同救过太子，武三俞欲借此构陷东宫，他令武攸决将高秉烛送入大理寺由高升审理。 思月找到王登成，不料中迷烟昏倒。 思月陷于王登成之手，唯有高秉烛知道王登成所在何处，百里弘毅求助公子楚将高秉烛从大理寺狱救出。
高秉烛在山间一处破庙里找到王登成、昏迷的高母和被绑缚手脚的思月，王登成劝高秉烛加入春秋道无果，举刀逼迫高秉烛在高母和思月之间做选择。此时疯傻的高母突然清醒，原来她为了不成为高秉烛的负担一直装疯留在不良井，为不让高秉烛为难，高母自杀身亡，只留下让他找到妹妹阿昙的遗言。这时，裴谏带人出现，思月获救，王登成被捕。 高秉烛被私放后消失不见，思月苦心寻找，甚至出言对抗武攸决。 在外修道的柳适回神都，刚到百里府却得知柳然离家出走了，认为女儿定是受了委屈，劝百里弘毅请回柳然。 实际上柳然躲在留白楼，还找到思月诉苦。思月劝慰柳然后离开。
思月遇到长乐郡主邀请。 晋王主审宋凉一案，太子怕被攀咬，寻求思月的帮助，希望思月代替他向圣人澄明自己的清白。思月得知当年太子被春秋道刺杀，宋凉负责追剿刺客，还生擒了春秋道的头目逍遥子，且逍遥子眼下就关押在内卫。 百里弘毅在留白楼找到了离家出走的柳然，将其带回百里府。 思月从逍遥子口中得知，归藏凤出天下倾，五年前春秋道并未覆灭，他们一直在蛰伏等待时机，善用手戟的杀手是十六夜。 百里弘毅发现从铸兵坊搜来的兵器并非真正的奁山铜所打造，决定去告密者父女的来处鹤州奁山铜矿亲跑一趟，柳然执意要相随，百里弘毅不允。 柳然偷躲在了百里弘毅的行李中，半路被百里弘毅发现。百里弘毅担心柳然安全，让她回神都，然而柳然嘴上答应却偷偷跟在了车后。
思月去联昉查线索，却发现高秉烛加入了联昉。 原来，高母去世后，高秉烛决心与联昉合作复仇。公子楚让高秉烛将王登成从大理寺带到联昉，不曾想王登成半路被十六夜所杀。高秉烛意识到，韩冬青死后，联昉内奸就已蛰伏，这一回其实是公子楚以他为饵，让内奸有所行动。 加入联昉需要断七情绝六欲，高秉烛刻意与思月疏离，思月伤心落泪打了他一个巴掌。 思月与高秉烛公事公办地查与宋凉频繁接触的人，发现他经常去白马寺上香，而柳襄也经常去白马寺施粥，经调查，发现他们虽从未碰面，但接待他们的都是僧人若庵。两人去若庵住处找线索，发现了传信用的鸽笼与联昉的青藤纸。 百里弘毅发觉了悄悄跟着的柳然，将其带在了身边，一同前往奁山。
月华君带人去抓捕若庵，只要找到他的下落赶紧回去禀报。第二天一早柳然显得很困倦，这叫百里弘毅发现老婆没有休息好，昨晚柳然一直都在翻身，这叫柳然觉得自己的心事被百里弘毅发现了，于是就抱住百里弘毅的胳膊撒娇，这还是第一次拥抱百里弘毅柳然觉得幸福的不行，就在柳然享受那种温柔时刻没一会奁山就到了，这叫柳然觉得幸福来的突然走的也的确很快。百里弘毅走进奁山工人那里打听柳仲的下落但是始终没人知道，就在这时有地痞流氓看上了柳然的姿色想要非礼，百里弘毅赶紧上前将那些人拦住，没想到那些工人一拥而上要对他们殴打，幸好有官府的人赶到将那些人给驱散了。
高秉烛发现若庵通过陶钵与饆饠肆眼线对暗号，眼线利用食物之便将联昉内奸所要传递的消息给到若庵。高秉烛将此事汇报给公子楚，揪出了饆饠肆眼线，两人决定排查联昉拔除内奸。 百里弘毅回到神都后，约工部张监修到留白楼面谈。十六夜将此事汇报掌秋使，掌秋使命十六夜了解清楚两人会谈内容，随后除掉百里弘毅。 柳然奇怪百里府突然出现了一些新面孔，原来是内卫为确保百里弘毅安全，在百里府假扮下人。 高秉烛主持排查联昉内奸，高调盘问众善巧书吏，惹众人不快。 百里弘毅与张监修留白楼面谈在即，思月准备安排内卫布局时，传来武攸决抽调内卫护送晋王出行的命令。
思月决定亲自盯守百里弘毅，李北七担心她的安全，留下帮她。 高秉烛列了一个内奸可疑名单，逐一审问，联昉众人愤愤不平。 百里弘毅坐等张监修，思月找来裴谏协助安保，几人紧盯周边动静。此时柳然突然出现，原来柳然套话申非得知了百里在留白楼的消息。 百里弘毅怕柳然身处危险，故意说重话试图激走柳然，不料大理寺兵卒假扮的张监修出现，百里弘毅只得离开。躲在暗处的十六夜追上百里弘毅。 联昉，高秉烛故意给安白檀泼脏水，让内奸放松警惕。半夜，夷则善巧华庆之将“密文参本”放入安白檀房中，被当场抓获。 十六夜刺杀百里弘毅，思月赶至与之缠斗。十六夜逃离，思月担心百里安全，让其去内卫府暂避。
高秉烛查看韩冬青死那日华庆之外发的消息，消息内容暗指高、百、思三人在法善寺，公子楚命人查消息发往何处。 联昉，思月告知高秉烛十六夜可能是个女人。此时，安白檀传来消息，华庆之那条消息的去向是积善赌坊。 百里弘毅在内卫府“捣乱纠错”，众内卫不堪其扰，向李北七告状，李北七将百里弘毅暂关内卫大牢。大牢内一位名叫李济的人因一胡人之死被关，他向百里诉说自己冤情，百里根据描述发现胡人是死于大食蛇毒。 积善赌坊，高秉烛质问窈娘，窈娘承认自己就是十六夜，两人复盘往事。 柳然求见武攸决要求放了百里弘毅，武攸决才知百里弘毅在内卫府，将其放走。 窈娘换上十六夜衣服，似要杀高秉烛。此时思月从安白檀处得知高秉烛去向，紧急赶往积善赌坊。
