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提刑官宋慈（高一玮饰）微服巡查途中遭伏击，被南戏艺人赵知亭（蔡正杰饰）所救，二人误打误撞卷入客栈命案。死者指甲呈青紫色，初步判断为中毒，但现场无毒物残留。

宋慈通过 “银针验毒” 发现死者体内毒素来自客栈井水，但水源已被投毒者破坏。与此同时，舞姬何温凝（王俊笔饰）因调查失踪姐妹来到客栈，提供了死者曾与神秘黑衣人密会的线索。

宋慈对尸体进行 “蒸骨验尸”，发现死者生前曾服用慢性毒药，结合客栈掌柜账本，锁定嫌疑人 —— 长期赊账的落魄书生。然而书生却在审讯前离奇坠井身亡，现场留有半枚铜钱。

赵知亭凭借戏班经验，从铜钱纹路推断出其与某地下赌坊有关。王陵（刘剑羽饰）潜入赌坊调查，发现幕后黑手竟是客栈厨子，此人因赌债受雇投毒，而真正的主谋另有其人。

宋慈在厨子房间搜出一封密信，指向朝廷某官员。此时客栈突发大火，何温凝冒死救出关键物证 —— 记载毒方的古籍残页。最终，幕后主谋（某官员门客）被缉拿，真相浮出水面：案件实为江湖帮派借客栈铲除异己。

宋慈一行受邀调查梨园命案，死者是 “虞姬” 扮演者，尸体悬挂于戏台顶梁，脚踝有绳索勒痕，疑似自杀却疑点重重。何温凝因熟悉戏班规矩，伪装成学徒潜入调查。

赵知亭发现死者生前曾与另一台柱 “霸王” 发生口角，争执内容涉及戏服归属。宋慈通过 “滴骨验亲” 技术，发现死者并非班主亲生，其身世可能与戏服中的密信有关。

失踪的戏服在废弃祠堂被发现，内衬绣有前朝皇室图腾。班主坦白戏服为祖传之物，曾有人出价万两黄金求购。与此同时，学徒中有人收到匿名恐吓信，称 “下一个就是你”。

王陵在祠堂暗格中找到半块玉佩，与死者密信中的线索吻合。通过走访玉器行，锁定买家为当地富商之子，此人因爱慕死者而屡次求购戏服遭拒，遂雇凶杀人。

富商之子被缉拿后供出帮凶 —— 戏班乐师。乐师因嫉妒死者天赋，伪造自杀现场并盗走戏服。宋慈通过分析绳索磨损痕迹和戏台机关，还原凶手作案手法。案件告破后，戏班众人感慨江湖恩怨，何温凝则因身世与死者相似而暗自神伤。

宋慈接到报案，发现骸骨埋于义庄附近，周围有焚烧符咒的痕迹。通过 “检地法”（观察土壤颜色），判断骸骨被多次转移。何温凝从乞丐口中得知，曾见神秘人夜间搬运木箱。

赵知亭在市井打听时，听闻某员外府中传出孩童哭声，但其家人坚称府中无孩童。宋慈对骸骨进行 “煮骨验油”，发现骨骼曾被特殊药水浸泡，以掩盖死亡时间。

王陵潜入员外府，发现暗室中藏有多个木箱，箱内竟为孩童干尸。员外被缉拿后供认，因迷信 “六指孩童心头血可延寿”，遂勾结江湖郎中拐卖儿童。但他否认与骸骨案有关，称自己仅购买活体。

宋慈通过对比骸骨与员外府干尸，发现骸骨主人并非六指，多出的小指骨实为凶手断指。结合何温凝提供的线索，锁定真凶为曾被孩童咬伤的郎中。郎中为掩盖罪行，将断指混入骸骨中。

郎中在逃亡途中被王陵抓获，其供出曾为员外处理尸体，但骸骨案实为另一团伙所为。宋慈通过分析骸骨磨损程度，推断死者为流浪儿，因目睹郎中作案被灭口。案件背后牵出跨州拐卖儿童的犯罪网络，宋慈上报朝廷后展开全国追捕。

宋慈抵达州府，发现粮仓灰烬中残留油渍，判断火灾为人为纵火。知州称粮食因 “霉变” 被焚毁，但何温凝通过青楼情报得知，富商曾低价抛售霉变粮食。

赵知亭伪装成粮商与富商交易，套出其与知州合谋：将霉变粮食以次充好，私吞朝廷购粮款。王陵在富商仓库找到未销毁的账本，却遭蒙面杀手伏击，账本被撕毁。

宋慈通过 “糯米验毒” 技术，发现知州日常饮食中被人下慢性毒药，推断其已被幕后黑手控制。结合灰烬中的金属碎片，锁定纵火者为知州亲信，意图毁灭证据。

何温凝冒险潜入知州书房，找到密信证实富商与朝中权臣勾结。宋慈顶住压力提审知州，知州临终前供出主谋为转运使。此时，转运使以 “查案不利” 为由欲罢免宋慈，幸得赵知亭通过戏班渠道将证据散布至民间，引发舆论声援。

宋慈联合御史台，以 “蒸骨验尸” 揭露转运使贪污、杀人灭口等罪行。最终，转运使、知州、富商等涉案人员伏法，朝廷追回国库损失。案件落幕，四人团队各自踏上新旅程 —— 赵知亭回归戏班，何温凝继续追查姐妹下落，王陵投身抗金义军，宋慈则坚守提刑官职责，誓言 “为生者权，为死者言”。