集數： 40集

《神探狄仁傑4》於2009年10月20日開機，擬拍攝四十集，分為《銀車奇案》、《雪域天火》和《絕域迷情》三個故事，
一、《金銀奇案》
突厥吉利可汗的壽辰將至，武則天派遣狄公的左膀右臂李元芳及曾泰組成一支使團赴突厥賜婚，祝壽品為由本朝金銀器大師，殿中省將作大監波斯人沙爾汗親手製成的海獸戲波大盤，但是善金局被劫，一百萬兩金銀失蹤，二十三名銀匠失蹤，狄仁傑受命，調查出了幕後兇手竟是沙爾汗，將其抓獲，不想沙爾汗飲毒藥自盡，更令人驚訝的是，沙爾汗的妻子說這並不是沙爾汗！案情陷入僵局。
二、《殺人陷阱》
千牛衛大將軍李元芳率賜婚使前往突厥，以及將案件同黨送往，不料遭遇一隻神秘軍隊突劫。李元芳急忙前去了月氏國。吉利可汗聽聞，進忙去了月氏國，邀請賜婚使團前往石國進行典禮，不料吉利可汗被殺，太子賀魯謀反。同時朝中狄仁傑被人陷害，武則天將他軟禁在府中，準備將其打入天牢，狄仁傑不得不潛逃。李元芳則沖出突厥，準備稟告狄公。李元芳來到涼州，看到兩國戰火已起，不得不稟告狄仁傑，大將軍王孝傑說狄公已經潛逃。此時狄仁傑前往月氏國，發現已被吐火羅人佔領，最終趕走了吐火羅人。不料月氏國國王神秘死亡，最終狄仁傑進行一番調查，查處了朝中叛黨將其抓獲。 故事開端　突厥吉利可汗的壽辰將至，武則天派遣狄公的左膀右臂李元芳及曾泰組成一支使團赴突厥祝壽，並為吉利準備了精緻的壽禮——由本朝金銀器大師，殿中省將作大監波斯人沙爾汗親手製成的，此盤全部由純金白銀打造，直徑近三尺，單以材料而論，便已花費巨萬，盤底裝有機關，觸發之後，鑲在盤中央的兩片銀制壽桃就會緩緩打開，一棵掛滿瑪瑙寶石的黃金樹，從盤內冉冉升起。眾人觀後無不拍手稱奇。 沙爾汗稟告，為武則天壽誕，打造金銀器所用的一百萬兩白銀和十萬兩黃金，將於三日後由府庫運至善金坊。 回府的路上，狄公看到數十名老弱婦女圍在洛州刺史府門前高聲喊冤，細問之下得知，洛陽二十多名銀匠被人雇傭外出做活，至今杳無音信，活不見人，死不見屍。狄公決定親自接管此案。根據銀匠李永之妻樂氏提供的線索，狄公在洛陽北門的牆縫間找到了李永插在那裏的小銀片，銀片直指城外。事不宜遲，狄公率手下軍頭化裝出城追查，在邙山深處已廢棄的上靈村，找到五輛嶄新的烏蓬馬車。 入夜，幾個騎馬的黑衣人鬼鬼祟祟地潛入村中，趁夜色掩護，悄然離去，於第二天中午來到洛陽，竟然駛進將作大監沙爾汗的家中。狄公當即斷定，此案定與沙爾汗有關，為避免打草驚蛇，狄公並未驚動他，而是命眾軍頭晝夜監視沙府。 然而，意想不到的事情發生了，當天夜裏，守衛森嚴的皇家制禦坊——善金坊起火焚燒，大火燒了兩天兩夜，皇帝武則天沮喪地宣佈，善金坊失火焚燒，將作大監沙爾汗及坊內百名工匠殉職，製作金銀器用的一百萬兩白銀及十萬兩黃金銀融於大火之中。 然而，狄公卻不這麼想，銀匠失蹤案剛發，金銀作坊便遭大火，這兩件案子都與金銀有關，且兩案的核心人物又都是將作大監沙爾汗，世上沒有這麼湊巧的事情•••通過勘查現場，狄公得出結論，善金坊被一支神秘騎兵襲擊，這些人搶走制器用的金銀，縱火將作坊燒毀。此言一出，舉朝震驚，武則天委派狄公查察此案。 經過一番艱苦卓絕的探查，真相終於浮出水面，原來，這是一場蓄謀已久的大陰謀，策劃者正是沙爾汗••• 狄公率眾軍頭突襲沙府，果然，在後堂的地窖中找到了失蹤的銀匠。他一鼓作氣，率千牛衛包圍上靈村，抓捕了隱藏在那裏，詐死埋名的沙爾汗，截獲了五輛由被劫金銀澆鑄而成的馬車••• 然而，事情卻遠遠沒有結束，意想不到的事情接踵而來，首先，狄公發現，那些襲擊善金坊的騎兵，竟然是突厥的精銳•••緊接著，在審訊中，沙爾汗畏罪自殺，死前，他獰笑著對狄公道：“你的末日就要到了•••” 而更令人吃驚的是，沙爾汗之妻鐘氏前來認屍，卻發現，死者並不是沙爾汗！狄公震驚之餘，決定親身犯險，喬妝沙爾汗部下趕往河西衛接頭••• 殺人陷阱　李元芳、曾泰率使團護送郡主一路西行，在沙漠中遇到一支神秘騎兵的襲擊，衛隊全體陣亡，元芳保護曾泰攜帶禮物殺出生天，逃到月氏國，受到了國王差斥的熱情款待，席間，他們見到了沙爾汗的孿生弟弟亞喀，兩人長得竟是一模一樣，原來，沙爾汗和亞喀都是製作金銀器的高手匠人，亞喀替月氏國王差斥管理金銀器。差斥提出要看一看進獻給吉利可汗的禮物——壽桃鎏金大盤，元芳盛情難卻，將大盤取出展示，就在此時，殿中燈火突然熄滅，轉瞬即亮，元芳等雖覺怪異，也並未多想。第二天差斥派衛隊，護送元芳、郡主和曾泰前往突厥。 吉利可汗為迎接唐使及老朋友李元芳和曾泰，在石國牙帳舉辦盛大宴會。席間元芳為吉利可汗獻上武皇的壽禮——壽桃鎏金大盤，就在這充滿歡樂的時刻，可怕的慘劇發生了！隨著大盤打開，升起的不是掛滿瑪瑙的黃金樹，而是三支毒箭，正中吉利可汗面門。當夜，吉利可汗毒發身亡。 與此同時，遠在神都的武則天接到了一連串來自邊關的塘報及證物，矛頭直指狄公，說他與突厥好戰貴族娑葛勾結，密謀殺死吉利可汗，挑起戰亂。武則天將信將疑，來到狄府，卻發現狄公不在府中，細問之下，家人回稟，幾日前狄公便率人帶著銀馬車悄悄離開了洛陽。皇帝萬分震驚，恰在此時，邊關急報傳來——吉利可汗被李元芳、曾泰刺殺而死！皇帝最信任的人，堂堂的朝廷宰輔狄仁傑竟然是內奸！這令武皇痛心之餘，感到空前的震怒，她立刻下旨，命內衛首領鳳凰率千牛衛跟蹤追擊抓捕狄仁傑！ 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——大盤內的黃金玉樹怎會變為殺人的毒箭？忽然，他想到了在月氏國宴會上燈火熄滅那一幕•••難道這裏面有鬼？幾人決定前往月氏，一查究竟。 狄公押解銀車到達河西衛，發現接車的竟然都是突厥人，突厥人驗過銀車後便讓他們離開。狄公暗中跟蹤，發現突厥人押著銀馬車，來到距河西衛幾十裏的涼州軍械局，目的是用銀馬車化成的上百萬兩金銀購買羽箭運到突厥。狄公終於明白了沙爾汗劫銀的真正用意•••就在他準備回轉涼州搬兵，將運箭的突厥人一網打盡之時，抓捕狄公的內衛尾隨而至，不由分說亮出聖旨將狄公逮捕，押回涼州••• 李元芳一行來到月氏，卻被國王差斥騙進一座陰暗的地宮幽閉起來，生死懸於一線•••最終元芳憑藉清晰的頭腦，過人的膽識，找到了地宮暗門，逃出生天。眾人商議之下，決定儘快將此事稟告狄公。 人骨拼圖　李元芳、曾泰一行來到涼州，此時，兩國戰火已起，邊關封閉。元芳找到涼州衛大將軍，自己的好友王孝傑，驚聞狄公被捕之事。方與王孝傑設計將狄公救出，並將突厥之行的全過程告之，狄公終於明白了，銀車大案不過是一個巨大陰謀的冰山一角，這個陰謀最核心的部份，是要害死一貫主張和平的吉利可汗和自己，破壞兩國和平協議，重燃戰火。從案發伊始，陰謀的核心便總圍繞著金銀器，這說明瞭什麼？是誰製造了殺人的金盤？元芳、曾泰在月氏看到的沙爾汗的孿生弟弟亞喀又是怎麼回事？狄公決定尋根溯源，前往月氏進行調查••• 狄公到達月氏國時，看到的卻是令一番景象——月氏國已被其近鄰吐火羅人佔領，城中一片混亂，殘暴的吐火羅兵肆意屠殺月氏百姓。狄公面見自己的老朋友——輔政大臣忠節，他告訴狄公，國王差斥幾天前暴卒於宮中，死狀極為可疑，忠節及眾大臣要求驗屍，卻遭到王妃娜魯的強烈反對，不僅如此，娜魯派出衛隊企圖將忠節等人逮捕，卻遭到忠節衛隊的頑強抵抗，雙方陷入僵持。忠節無奈，請吐火羅兵前來平亂，想不到卻是引狼入室。狄公、元芳、曾泰協助忠節整編衛隊，並說服王妃娜魯同仇敵愾，最終趕走了吐火羅兵，助月氏恢復秩序。 從王妃娜魯的口中，狄公得知，國王差斥幾天前，突患急症身亡，狄公聽罷，頓感其中有鬼，他與輔政忠節為首的眾大臣堅持要求驗屍，王妃娜魯被迫答允。差斥的屍身終於擺在了驗屍臺上。 結果令眾人萬分震驚，差斥是被一種無色無味的烈性毒藥毒死，而且，差斥死後，兇手抽掉了他一截肋骨！ 驗屍結果一出，月氏舉朝驚駭，狄公斷定，月氏國內定然有人策劃了這場刺殺，他請娜魯批准他在宮中搜查，果然，在差斥寢宮的地毯下找到了骨頭，骨頭旁還放著一根手指和一根腳趾，經過一番細緻的分析推理，狄公恍然大悟，手指和腳趾的含意是“手足”，也就是兄弟，他率人趕往差斥的弟弟委它的家，卻發現委它已被人騙到了城外的中土廟，當眾人趕到中土廟時委它已被人殺死在中土廟的大鐘下。搜查之下，在佛像前放著一撮馬廩，經了解差斥的妹妹管理國王的馬廄，當狄公率人趕到時，差斥之妹已死在馬廄裏，並當場抓獲了行兇的娜魯王妃。　案情愈演愈烈，差斥的所有親屬無一例外，每個人死後都會留下下一死者的線索…兇手是誰？他這麼做又有什麼用意？ 狄公百思不得其解，在一次閒談中，元芳說起了被困地宮的事情，此事引起狄公的注意，他立刻與元芳、曾泰來到後園，打開密道進入地宮，在舊書中，狄公終於找到了答案… 一件奇案告破，狄公贏得了輔政忠節的信任，聯手共同對付突厥貴族娑葛。並挖出了暗藏在朝廷中的大內奸。 最終，一場真正的對決開始
最後狄公通過二位親王對送信人的信任程度以及五娘的異常表現。夜審五娘得知忠節就是沙爾汗。在地牢隔壁的舊王宮書房中的古書得知。沙爾汗和亞喀以及另外一個叫塞班的是孿生三兄弟。他們都是月氏老國王沙伯略的兒子。在洛陽死的是塞班。亞喀也在差斥死的那天被其兄沙爾汗害死了。假忠節讓狄公看到了亞喀的屍體。謊稱是沙爾汗的。想讓狄公相信沙爾汗已死。以把所有罪責推到死去的娜魯王妃身上。
狄公識破了沙爾汗的奸計。戳穿了他的假面孔。使其最終落入法網。
最後賀魯的軍隊也節節敗退。最終放棄了進攻。兩國重修友好。
其實沙爾汗三兄弟是為了複國。為父報仇。殺掉差斥。他希望賀魯能為他完成願望。所以幫助賀魯完成陰謀的策劃和實施。並拉武攸得下水。但是賀魯失約了。他只好自己殺掉月氏王室。以重新繼承他父親沙伯略的王位....