夜色中的洛阳城被一股异香笼罩，起初人们只道是哪家新制的熏香，直到接二连三有显贵在闻香后离奇暴毙，死时面容安详，仿佛沉溺美梦。消息传开，人心惶惶，侦探吧里早已议论纷纷，却无人能说清这香味的源头。武则天震怒，将此案交予狄仁杰，限期查明。
狄仁杰与李元芳循着缥缈香气，追踪至西市一家新开的“天竺香铺”。掌柜是位胡商，言辞恭敬，所售香品也并无异样。然而，狄仁杰在查验死者衣物时，发现一缕极细微的、与众不同的金色香灰。他闭目沉思，忽然想起古籍中记载的一种西域奇花“梦陀罗”，其花粉经特殊炼制，可致人极乐而亡，所留香灰正是淡金色。但此花在中原几乎绝迹。
线索似乎断了。李元芳有些焦躁，狄仁杰却将目光投向了香铺后院每日运出的废弃香渣。他暗中查访，发现这些香渣最终被运往城南一座荒废的波斯胡寺。月黑风高之夜，两人潜入寺中，在残破的地窖内，竟发现大量栽培的梦陀罗，以及一套完整的蒸馏炼香器具。幽暗烛火下，那胡商掌柜缓缓走出阴影，脸上再无谦恭之色。他本是西域小国祭司，其国因朝贡之争被大唐边将所破，故炼制此“夺命奇香”，专挑与当年战事有关的权贵下手，意在复仇。
“香气杀人，无形无迹，大人何以至此？”胡商冷笑。狄仁杰平静道：“香虽夺命，却夺不去人心破绽。你为复仇，必近距离观察仇敌反应，香铺位置、你关注客人的眼神，皆暴露了‘人’的踪迹。世间并无完美之罪，唯有被执念蒙蔽之人。”话音未落，李元芳已出手制伏对手。
异香散去，洛阳城重归宁静。侦探吧里，人们仍在津津乐道狄公的睿智，却不知那夜地窖中，狄仁杰凝视那妖艳的梦陀罗花，心中所想乃是：最致命的香气，往往源自人心深处那株名为“仇恨”的毒草。