武周年间，帝京长安接连发生了几起离奇死亡案件。因为死因不明，忠烈祠飞天壁画杀人的谣言愈演愈烈。百姓纷纷认为是天降不祥，人心惶惶。在地方屡破奇案的狄仁杰和神武军都尉谢瑶环奉命一起调查此案，最终不仅破除了谣言，抓住了真凶，还化解了一段二十余年的恩怨。

该剧以武则天执政时期为背景，讲述了女官谢瑶环因破获宫中奇案被武则天赏识，以巡按身份派去关中彻查钦差被杀及参军自杀案的故事。

《日月凌空》用跌宕起伏的情节，勾画出了唐朝女皇武则天和巴蜀民间才女谢瑶环一段感人肺腑的忘年交。此剧和单纯讲述历史故事不同，该剧在尊重历史的前提下，广采野史传奇，塑造了一批巾帼丽人、文墨骚客、江湖奇侠、舞姬术士等。除了在西安拍摄外，剧组还在涿州搭建了近30个具有唐代风格的室内大场景，还有上千套花团锦簇的唐代服饰、上百款各具特色的唐代发型和上千件制作精美的唐代兵器服饰，所有这些“盛唐符号”在勾画出盛唐官民生活细节的同时，也会再现盛唐的民俗风情。