民国时期某一天，亥时二更，更夫夜巡时，意外发现状元巷泥人徐惨死家中，死像奇特，两只胳膊架于窗框上，更夫以为鬼神作怪，急忙逃离报案，第二天一早，消息传遍了状元巷。

不远处街角，出现了一名少女，名为闻香，她刚刚来到上海，对一切事物感到十分新奇，正准备找地方吃饭时，听到有人询问是否精通医术，好替自己伸张正义。

闻香走上前，一位妇女拉着满脸疹子的少年，声明孩子因吃糖画而导致，质问糖画师傅原料是否不卫生。糖画师傅一口否认，闻香屏息凝气，闻到了一股老鼠味道，来不及解释，便在糖画师傅的箩筐里翻到一撮老鼠毛，再无法推脱责任，闻香提议赔付三文钱，糖画师傅嫌多，准备逃跑，刚一转身，被一青年拦下，牢牢地抓住胳膊，只好认栽。

中年妇女拿到钱，连声道谢着离开了，闻香开口询问青年名字，对方没有透露，转身消失在街头。

此次来上海，闻香有一心愿，寻找救命恩人王涯，此人是上海滩出名第一神探，找到后，跟随王涯学习办案，但眼下盘缠已剩不多，当务之急还是尽快找到王涯。

闻香走到一处馄饨摊，打听是否听说过神探王涯，摊主热情回答：王涯已经离开上海很久了，因五年前办了一桩错案，害死了自己的好兄弟，从此再无颜待在上海，干脆销声匿迹。

闻香刚刚得到一点线索，又直接中断，正发愁之际，听街头谈论着状元巷刚刚发生一起凶杀案，又来了兴致，索性往状元巷跑去。

案发现场，巡捕房探长郑义飞已经赶到，女记者张思淼大声询问何时破案，郑义飞没有底气，打了几句官腔，便急忙进入房中。看到死者泥人徐的怪异死像，只觉毛骨悚然，遂命令随从将泥人徐的尸体从窗框上卸下，法医甄言赶到，对尸体进行了外观检查，并未发现异常。

门外人群里的闻香猜想，巡捕房的人很有可能认识王涯，便找了一处间隙挤进房间，声明自己从小闻遍百草，也许可以帮忙破案，但同时有一交换条件：帮忙找到王涯，正说着闻到一股毛冬青味道，顺着找出一颗药丸，郑义飞半信半疑，准备将其轰赶出去，甄言接过药丸，建议等化验结果出来后再做决定。

回到巡捕房，郑义飞被下了最后通牒，一星期内破案，否则离开巡捕房，一筹莫展之际，找到曾经的好兄弟王涯，仔细讲述了案件经过，王涯一脸漫不经心，却将所有细节记在了心里。

很快，甄言拿出了化验结果，药丸确为毛冬青。

夜里，糖画师傅老陈回到家中，朝着一尊钟馗塑像不断拜祭，随后也蹊跷地倒栽在一口水缸里溺亡。闻香和王涯街头巧遇，忽见一黑影闪过，追随寻找一段路程，摸到老陈家中，发现了同样死像诡异的老陈。

郑义飞夜巡时，发现了闻香和王涯出现在糖画师傅老陈死亡现场，便将两人带回警局进一步调查。

警局里，王涯得知闻香此次来上海，为多年前的救命之恩寻找自己，但闻香当时并没看清自己面孔，因此并未亮明身份。

王涯正回忆自己当年破获的一起电话预告杀人案时，郑义飞走进关押室，闻香急忙跑上前，将自己在糖人陈死亡现场找到的一张字迹模糊的纸交出，还声称曾闻到过毛冬青的味道，纸上有泥人徐和糖人陈的名字，另外一个字只能看到言字旁，即使这样，也已掌握了很多线索，说明言姓者必定同两名死者之间有一定关系。

闻香再次声明自己目的，如果能帮忙破案，郑义飞必须帮忙找到王涯。郑义飞扭脸看向身后的王涯，知道王涯并未透漏身份，便跟着答应下来。

离开警局后，王涯带着在糖人陈家里找到的物件，到皮影戏剧场看戏。在王涯的引导下，闻香也联想到了泥人徐的死像和皮影人物十分相似。

两人掏出从糖人陈家里找打的桑皮纸，王涯分析了纸张非寻常人家所用，因此泥人徐、糖人陈和凶手之间必定有不可告人的勾当，眼下需找到纸张的来源，几经辗转，打听到纸张产于方家纸坊，但方家纸坊已于十五年前消失，方家一家三口不知何因惨遭灭门。

两人又打听到凶手的更多信息。许海，瘸腿滥赌，患有心疾需长期服药，近期不断被人追债。为了摸清许海的近况，王涯带着闻香走到诊所，以许海家人的身份探寻线索，医生不愿过多透露病人信息，两人便一唱一和，闻香陪医生去抓药，王涯急忙翻看了桌上的病例，掌握了许海的信息。

顺藤摸瓜，两人找到了许海的住处，闯进家中后，发现许海房中同样供奉钟馗塑像，并且有毛冬青和皮影人像。王涯推测：许海必定和泥人徐、糖人陈联手制造了方家三口灭门惨案，然后逃至状元巷，许海近期欠下赌债，以灭门案为由向两人勒索钱财，两人不应才被杀害，正说着听到一阵冷笑，两人分头寻找声音来源，闻香险遭背后袭击，王涯及时赶到，和袭击者进行了交手，发现对象跛脚，正是许海，但许海有些身手，很快逃出了房间。

王涯并不慌张，说服闻香和自己演一场钟馗捉鬼的戏法，诈出许海。

做法现场，吸引了很多人，王涯先通过小把戏治好了一位围观者的旧疾，树立威望后，继续做法引许海现身，使用的小把戏被一旁的魔术师莫西看得一清二楚，莫西并未揭穿。

没多久，许海便心虚暴露了行踪，巡捕房和王涯、闻香分头追捕，闻香快要追上许海时，有人不小心落水，随后赶到的王涯不经思索，脱下外套跳进水里救人，闻香在岸边看到一枚从外套上掉落的勋章，和自己曾经在王涯身上看到的一样，待王涯救人上岸后，闻香质问起王涯的名字，王涯再次否认，只说同样的勋章整个上海处处可见，并无特殊之处。

莫西邀请闻香加入自己的魔术俱乐部，闻香坦言只想找王涯学办案，直接拒绝了莫西，看到闻香的直爽，莫西顿感眼前的女孩有一种独特的风格。

许海拖着一双瘸腿，在深夜的胡同里来回躲藏，跑至拐角处，被一黑衣人猛力击中，昏倒在地后，又被拖离现场。

王涯看功亏一篑，便独自离开，留下闻香和巡捕房解释。闻香被带回巡捕房，和郑义飞重新捋顺事情发展经过，基本断定当年方家灭门惨案由许海、泥人徐和糖人陈联手制造。

郑义飞督促闻香利用嗅觉深层次挖掘线索，闻香忽然想到，许海患有心疾，随身携带毛冬青，但是在做法现场，并未闻到毛冬青的味道，事情可能存在另一种可能，当时出现在现场的瘸子，并不是许海。

为了证实自己的推断，闻香带郑义飞重返许海家中，发现衣柜里的衣服并没有毛冬青味道，闻香隐隐猜到，也许自己在被人牵着鼻子走，一切都是真正幕后凶手制造的假象，而发现许海的住所是从医生的病历上发现的，医生也许存有嫌疑。

另一边，王涯也从许海住处找到线索，房中的钟馗塑像被摔坏，对于信奉鬼神者来说，不会下此狠手，两人的猜测完全吻合。

片刻后，闻香带着巡捕队赶往许海住处，又根据一些新的线索猜测凶手的藏匿之地。

原来，将许海打晕的竟是大家认为惨遭灭门的方家少爷方天博，当年，亲眼目睹父母被杀的他侥幸活了下来，本来患有先天心疾只能长到十八岁，可他愣是抱着复仇的信念存活至今，埋伏在状元巷行医寻找机会。三个仇人已经解决掉两个，眼看许海也命不久矣。

闻香带巡捕队赶赴一处庙宇，方天博从背后将闻香挟持，王涯随后赶到，要求以自己交换人质，方天博忽然发怒，表示更恨王涯，如果王涯努力一点，父母冤案早已被沉冤昭雪，可近几年王涯堕落成酒鬼，没有任何希望才只能靠自己。

这时闻香才知道对面的人正是王涯，郑义飞用手电强晃方天博眼睛，王涯伺机将方天博推倒救下了闻香。

方天博明白自己只有死路一条，愤怒地大喊:世道不公，只能以罪恶洗刷冤屈。然后被击毙。

案件破获后，王涯依旧消沉，闻香希望王涯能够振作，教自己查案，好能查出父母当年的死因。经过向郑义飞打听，才知道当年两人共同的好兄弟周宁风含冤而死，王涯迟迟找不出凶手觉得愧对周宁风，因此一蹶不振。