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。
杨洋 金晨 汪铎 赵小棠 赵晴 金佳悦 荣梓希 张婉儿 胡宇轩 张翔 娜一 陈震 施予斐 李圣佳 梁咏妮 刘珂君 李熹子 廖语辰 严丰 陈柏融 常荻 刘天宝 喻亢 王海祥 祖卡尔 曹明华 李越 丁桥 刘頔 曹赞 孙一鸣 柳仕炎 郭馨钰 张怀公 柳岩 李乃文 金士杰 贾冰 颖儿 吴樾 曹骏 管云鹏 颜丹晨 张海宇 曲高位 王冠 宿宇杰 徐海乔 张耀 张晓晨 车保罗 宗峰岩 王同辉 尹铸胜 刘亚津 李明 穆宁 罗光旭 杜奕衡 朱辉
杨紫 骆达华 杜奕衡 刘筱筱 林雪 林妙可
杜奕衡 刘心艺 葛帅 沈保平 吕熙 尤金 迪玛 刘頔 孙蛟龙 岳冬峰
郭子瑜 舒杨 赖晓生 邵老五 岳冬峰 郭晓郭
龚小钧 吴春怡 舒杨 楚晓龙 袁祥仁
朱荣荣 舒杨 文卓
王巍 龚玥菲 舒杨
赵文卓 关之琳 莫少聪 郑则仕 郭晋安 熊欣欣 王静莹 谭炳文 刘洵 易天雄 吕少玲 张铁林 黄沾
李连杰 萧芳芳 陈松勇 李嘉欣 胡慧中 赵文卓 朱江 郑少秋 郭涛 高西安 刘金山 俞立文 刘红梅 杨青 潘粤明
赵文卓 黄秋生 黎姿 李灿森 龙方 麦景婷 刘家荣 郑佩佩 惠英红 欧锦棠 李幸芷 林雪 麦德罗 惠天赐
李晨浩 张子璇 侯晓 高雄
王薇 吴京海 朱洪洋 尹志宏 张子璇
胡耘豪 康宁 赵毅新 昌隆 黄昊月 张子璇 褚前 王小白 刘乔方 公方敏 王之民 谢承颖 张庆庆 李政阳 苏泽林 姚凯辰
张亚奇 张子璇 王美琪 于思楚
黄渤 于适 那尔那茜 陈牧驰 费翔 娜然 吴兴国 韩鹏翼 此沙 武亚凡 夏雨 袁泉 冯绍峰 钱波 马文忠 巴雅尔图 僧格仁钦 艾力库 张艺泷 那音太 刘潮 吴汉坤 百力嘎 刘乐 陈坤 春晓 其勒木格 张雪菡 图门巴雅尔 李泽宇 杨大鹏
Aleksandr Efimov Ksenia Alferova 瓦列里·尼古拉耶夫
斯嘉丽·约翰逊 马赫沙拉·阿里 乔纳森·贝利 鲁伯特·弗兰德 艾德·斯克林 曼努埃尔·加西亚-鲁尔福 卢娜·布雷斯 奥德丽娜·米兰达 大卫·伊亚科诺 贝希尔·西尔万 菲莉皮娜·维莱芝 妮娅姆·芬利 亚当·洛克斯利 迪伦·比克尔
蔡振南 龙天翔 喜翔 高捷 太保 孙鹏 王识贤 王阳明 张怀秋 施名帅 郑人硕 张再兴
佩德罗·帕斯卡 凡妮莎·柯比 约瑟夫·奎恩 艾邦·摩斯-巴克拉赫 拉尔夫·伊内森 朱莉娅·加纳 保罗·沃尔特·豪泽 娜塔莎·雷昂 萨拉·奈尔斯
凡妮莎·柯比 詹妮弗·杰森·李 茱莉娅·福克斯 扎克·高察根 兰道尔·朴 Jennifer Lanier Jason Rouse Christian Blair 艾琳·威 J·克劳德·迪林 Smack Louis 史蒂芬·詹姆士 Jami Yaeger Amanda Sloane Robert Alan Barnett Sean Martini Sheryl Lewis Rachel Pate Jen l Rowe Arkira Chantaratananond
汤姆·克鲁斯 西蒙·佩吉 文·瑞姆斯 海莉·阿特维尔 庞·克莱门捷夫 凡妮莎·柯比 谢伊·惠格姆 亨利·科泽尼 安吉拉·贝塞特 埃塞·莫拉雷斯 汉娜·沃丁厄姆 格雷格·泰山·戴维斯 玛蕾拉·嘉里加 马克·加蒂斯 因迪拉·瓦玛 珍妮·麦克蒂尔 霍特·麦克卡兰尼 凯蒂·M·奥布莱恩 尼克·奥弗曼 特拉梅尔·提尔曼 帕沙·D.林奇尼科夫 查尔斯·帕内尔 艾琳·巴特尔
姚亦 杜乔 陈相丞 李翰臣 李鹤
安娜·德·阿玛斯 基努·里维斯 安杰丽卡·休斯顿 加布里埃尔·伯恩 伊恩·麦柯肖恩 诺曼·瑞杜斯 兰斯·莱迪克 卡塔琳娜·桑地诺·莫雷诺 艾娃·乔伊斯·麦卡锡 朱丽叶特·多赫提 莎伦·邓肯-布鲁斯特 大卫·卡斯塔尼达 维多利亚·孔德 罗伯特‧马瑟 崔秀英 郑斗洪 安娜·帕里约 马克·克拉姆 福岛莉拉 亚伯拉罕·波波拉
知英 李起光 严泰雄
亚历山大·佩特罗夫 戴安娜·波扎尔斯卡娅 维克多·杜布朗拉沃夫 谢尔盖·加尔马什 阿列克塞·古斯科夫 亚历山大·拉特尼科夫 奥列格·盖斯 安东·波格达诺夫 谢尔盖·科姆珀
演员：黄渤 于适 那尔那茜 陈牧驰 费翔 娜然 吴兴国 韩鹏翼 此沙 武亚凡 夏雨 袁泉 冯绍峰 钱波 马文忠 巴雅尔图 僧格仁钦 艾力库 张艺泷 那音太 刘潮 吴汉坤 百力嘎 刘乐 陈坤 春晓 其勒木格 张雪菡 图门巴雅尔 李泽宇 杨大鹏
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演员：Aleksandr Efimov Ksenia Alferova 瓦列里·尼古拉耶夫
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演员：斯嘉丽·约翰逊 马赫沙拉·阿里 乔纳森·贝利 鲁伯特·弗兰德 艾德·斯克林 曼努埃尔·加西亚-鲁尔福 卢娜·布雷斯 奥德丽娜·米兰达 大卫·伊亚科诺 贝希尔·西尔万 菲莉皮娜·维莱芝 妮娅姆·芬利 亚当·洛克斯利 迪伦·比克尔
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