谢瑶环、朱月仙和唐敏在狱中结拜为姐妹。
秦明接到谢瑶环的字条，犹豫不决，但是好奇心所致，还是来到天牢。谢瑶环欲借秦明的手将书信送到武则天的手中，但秦明不想卷入案子中，拒绝为谢瑶环送信。
秦明怕被谢瑶环看不起，命令手下徐虎去牢中取信，谢瑶环猜出秦明是想用裴公公的手将书信送到武则天的手中，觉得这个办法不可行，但也无可奈何。
果然，秦明让徐虎把信交给裴公公，谁知到裴公公虽然面见了武帝，但是胆小不敢将事情告知武帝。武帝看出裴公公怕死，知道他有事情隐瞒。
裴公公回来后，想把谢瑶环写的书信烧掉，但是两次都没有成功，只得把信暂时藏了起来。
黑衣人深夜将红袖的尸体挪动，让她倚在一棵树旁。
谢瑶环得知武帝在游园，猜出裴公公并未将书信程给武帝。
武帝在游园的时候，看到有宫女莫名其妙死去，就拿裴公公问话，要将他打入天牢。无奈之下裴公公将谢瑶环的书信送到武帝的手中，声称一直暗中派人调查此案。
武帝看到谢瑶环的书信，饶过裴公公，宣谢瑶环进宫面圣。武帝看谢瑶环冰雪聪明，胆大机智，释放谢瑶环、朱月仙和唐敏三人，并命令她们三人协助刑部将事情调查清楚。公主看到武帝很是欣赏谢瑶环，心生妒忌。
刑部的二位大人根本没有把谢瑶环三人放在眼里，认定此案非奸即盗，无需谢瑶环等人插手。
彩蝶来到京城，与乞丐帮发生冲突，蒙连庭飞相救。连庭飞在路上偶遇飞贼马三，两人大打出手。
谢瑶环在后宫焚香祭奠亡魂时，又闻到芊芊屋内的那股气味，知道那个诡异的杀手还在宫中。
谢瑶环调查宫女死因，找到目睹燕儿自焚时在场的小宫女和小太监询问当时的情景。刑部二位大人以通奸罪抓了小宫女和太监，并瞧不起谢瑶环等人，让她们去后堂听审。
谢瑶环看到秦明的手下徐虎也被刑部大人以偷香窃玉之罪抓住，屈打成招，猜出刑部大人想以非奸即盗之名了结了此案，但在没有查到证据之前，也只得任他们胡作非为。
大唐女巡按分集剧情介绍第4集谢瑶环又查看了宫女枉死的地点，猜测凶手有挪动尸体的习惯，怀疑杀人和抛尸不在同一个地方。
谢瑶环根据一根带有芊芊房中相同的气味的丝带上的绣花，想到和曾经看过的一张画像上的丝带很像。
陈尚仪告诉谢瑶环，这个丝带是前朝女子佩戴的，现在宫中无人佩戴。
自从前朝的太平公主号称在道观出家后，常常请道士进宫说法。谢瑶环遇见前来说法的道姑，看她举止浮躁，形状猥琐，不像得道之人，心里产生怀疑。
谢瑶环得知刑部两个昏官已经呈报武帝，以非奸即盗之名结案，想拼死一搏，上书恳请天后宽待时日，找出真凶。
武帝看到一个案子有两个截然不同的奏报，责问刑部为什么让谢瑶环在申案时退居后堂，知道刑部看不起女人。身为女人的武帝恼火世人对女人的偏见，她召见谢瑶环三人，命她三人继续勘察此案。看不起女人查案的徐大人借机为难谢瑶环，限她们三天之内结案，谢瑶环反击，让徐大人三天之内破案，徐大人不敢应允。武帝帮着谢瑶环说话，让她们半月之内查出真相。
公主看到武帝器重谢瑶环三人，心里很是不服，对谢瑶环冷语相讥。
谢瑶环根据分析推断凶手是一个嗜血的女人。唐敏找公公询问前朝丝带的来处。公公告诉她，冷宫里有几个前朝的嫔妃住在那里。
谢瑶环发现凶手总是在月圆前后作案，而月圆之夜正好是她们的半月之约的最后一天，所以她们务必在之前找到线索。根据丝带和白发，唐敏觉得冷宫里那里几个前朝的嫔妃很可疑，就深夜独自偷偷去冷宫里查探。唐敏穿着夜行衣，，却遭到另外一个同样的夜行衣人的毒手，失去了意识，等她醒来后，原来谢瑶环和月仙也到冷宫查探，救了她。唐敏告诉谢瑶环她是因为被迷香迷倒，才差点被丝带勒死。谢瑶环又从唐敏身上找到两根白发，更加证实了她的想法，决定找机会去冷宫查探。
谢瑶环三人以拜访前朝贵人为由，参悟禅机为名，进入冷宫，看见几位痴呆木讷，风烛残年的妇人居住在冷宫里，只有一个照应她们的王麽嚒好像神志正常。谢瑶环四处查看时，始终觉得有一双眼睛在偷偷地注视着她们，询问王麽嚒冷宫之内还有谁不曾见过。王麽嚒推出一位衰迈老妇，说是田美人，因为她患了痛风病，腿脚不便，疯言疯语的。谢瑶环闻到了那股奇异的香氛，又得知田美人只和道姑交谈，心里暗思她疑点最大。谢瑶环拿出那张美人画，让田美人辨识，田美人看了连呼这画上的美人就是她本人。谢瑶环取了美人图就起身离开，田美人让她们不要走。
出了冷宫谢瑶环告诉唐敏、月仙，田美人就是凶手。唐敏觉得癫狂错乱的田美人不像是杀人的元凶。谢瑶环说奇异香氛的宿主就是田美人，而且她也是满天白发，但是看她行动不便，必定有人相助。谢瑶环等人回来的路上又碰到那个怀中揣有异物，猥琐的道姑，觉得她眼神恶毒。
月圆之夜到了，谢瑶环力求裴公公今晚协助她抓到元凶，裴公公担心被牵连不肯，最终被说服，答应增派人手，埋伏起来。
当夜，谢瑶环安排好人手，只等凶手现身。
