大明嘉靖，倭乱。

赶尸匠英叔与吴老九惊遇“诈尸”，吴老九惨死山，英叔侥幸逃脱，现场留下写有“黑水镇冯记棺材铺”的线索。南镇抚司小旗沈昭因遭排挤，被派去调查无人愿意接手的诡案，却意外发现尸体被丝线操控的痕迹，意识到此案乃是人为。与此同时，北镇抚司百户于墨筝也因奉命追查借赶尸传递消息的倭人细作吴老九，而与沈昭在凶案现场狭路相逢。两人争夺线索时，线索撕裂，因各自掌握“冯宝”的半条信息，被迫联手。

黑水镇棺材铺伙计阿满夜凿棺犯忌，掌柜冯宝丧命。沈昭与于墨筝追踪“冯宝”线索至此，细心调查后，发现冯宝是想借假死避祸。众人追捕冯宝，却被戴面纱的枕雪拦截——她正是沈昭幼年结拜兄妹之一，其父曾与沈父沈淮安同为工部官员。混乱中，枕雪与于墨筝交手，沈昭发现其颈间鲁班锁护符，认出故人。冯宝虽趁乱逃脱，但却在次日暴毙于棺材铺。

冯宝尸身现东瀛鲛人脂，沈昭推测其与火器改良有关；油伞店顾三郎被杀，伞管内的膛线技术也直指西洋火器工艺。沈昭与钱开眼夜探仵作间，发现顾三郎死于带膛线的铁珠，与二十年前天工坊试造的佛朗机炮技术如出一辙。此时，于墨筝也通过北司密档查出，冯、顾二人与沈淮安同属当年佛朗机炮研发团队。

两人顺藤摸瓜，找到掌握淬火秘方的铁匠青崖子。当夜，千面使率倭人突袭，青崖子夫妇惨死，只有傻儿子贵根儿逃亡。沈昭从铁屑带磁现象推断，淬火术可增强弹丸穿透力，正是佛朗机炮的核心技术。黄头村戏台突现“鬼戏”，贵根儿被诱杀，淬火秘方被抢，现场残留的迷魂香暴露千面使的幻术手段。至此，倭人已集齐鲛人脂、膛线、淬火三大技术，离复原佛朗机炮仅差组装图谱。

沈昭在酒肆偶遇卖扇妇人，得绘有童年图案的扇面，循迹找到千面使——竟是儿时玩伴白果儿。她本为工部官员白文山之女，二十年前白家因“通倭案”被满门抄斩，她被倭人收养，以“千面术”复仇，目标正是当年参与定罪的以枕雪父亲为首的工部旧人。

白果儿设计将枕雪困入阴婚，沈昭冒死相救，却见枕雪身中剧毒。临终前，枕雪交出海防图残页，直指戚将军行辕为千面使袭击目标。沈昭与于墨筝分析，白果儿欲以佛朗机炮轰击行辕，遂赶赴鹰嘴崖拦截。

崖顶激战，沈昭以火铳轰毁炮架，白果儿却趁乱甩出烟弹，露出颈间刻有“果”字的鲁班锁护符——当年三家人结义时，沈淮安曾为三兄妹定制护符，此刻却成正邪对立的残酷印证。在沈昭的劝说下，白果儿虽临终悔悟，但却为时已晚，白果儿带着悔恨自尽，坠崖前她笑言“白果儿二十年前就已经死了”，沈昭带着悲愤，在于墨筝的协助下，最终成功的挫败了倭寇的阴谋。

一波未平一波又起，沈昭虽官职卑微且在官场备受排挤，但一心渴望飞黄腾达。听闻傩戏班里混入倭人细作，他认定这是自己翻身的契机，遂与钱开眼潜入傩庙调查。与此同时，北镇抚司佥事于墨筝也收到同样情报，带领马识途赶来。傩庙中，诡异的傩戏表演正在进行，沈昭和于墨筝在混乱中，各自寻找戏班籍册，却意外发现田坤尸身，且藏在他手中的记载有天工坊火器图谱的《火龙经》上卷失踪。经调查，田坤曾是天工坊礼司匠奴，随着《火龙经》的现世，沈昭之父沈淮安因笔迹出现在残页上被怀疑是天工坊叛徒。

为证明父亲清白，沈昭前往双山镇寻找隐居在那里的父亲故友吴广。义庄闹鬼，吴广出手破解，揭开装神弄鬼真相，却也因此暴露身份，沈昭由此与吴广相认。吴广拿出沈淮安当年托付的木匣，里面竟是《火龙经》中卷。他讲述了当年天工坊的旧事，原来沈淮安赶走他们是为了分藏《火龙经》，以保护其不落入倭人之手。然而，吴广随后却被追来的戴着夜叉啖疫傩面的倭人杀害。

另一边，于墨筝通过调查发现教坊司琴师十三娘与吴广曾是恋人，且与天工坊关系密切，由此推测出《火龙经》下卷可能在她手中。与此同时，倭人夜叉啖疫和神无月也盯上了十三娘。在教坊司，倭人逼十三娘交出《火龙经》，十三娘不从，双方展开激战。沈昭和于墨筝晚到一步，十三娘和老乐师不敌被杀，原本藏在十三娘手里的《火龙经》下卷不幸落入倭人之手。

更夫老李头被倭人装神弄鬼杀害，沈昭和于墨筝调查发现老李头原来是替方有才而死，田坤手中丢失的那本《火龙经》上卷很可能在方有才手中。猜测没错，方有才确实在傩庙惨案当晚捡到《火龙经》上卷，他想拿去黑市换钱，却因黑市上突然出现大量仿造的《火龙经》而未能得逞。最终，神无月找到方有才，抢走了那本《火龙经》，并将他杀害。

随着调查深入，沈昭发现造假《火龙经》的贾半张知晓诸多秘密，众人去找贾半张，却发现他已被倭人抢先抓走。沈昭意识到贾半张落入倭人手中，一定会将自己手中有吴广那本《火龙经》中卷的消息出卖。沈昭想寻求保护，但于墨筝却提议用他当饵诱捕倭人，沈昭虽不情愿，但无奈答应。在诱捕过程中，沈昭发现南司指挥使雷士桢竟然就是那夜叉啖疫。原来，他竟是倭人假冒的官员。雷士桢抢走沈昭的《火龙经》后准备外逃，利用盐枭贩私盐的阴盐路偷渡东瀛。沈昭、于墨筝等人紧追不舍，在黑竹沟与盐枭和倭人展开混战。

最终，沈昭与雷士桢在盐仓对峙。雷士桢企图用硝石引爆盐仓与沈昭同归于尽，沈昭却在关键时刻用计夺走《火龙经》，并用火铳引爆盐仓。爆炸后，沈昭奇迹生还，并与于墨筝一起，成功破获大案，阻止了倭寇的阴谋。