神探狄仁杰2在未来，全球成立了一个处理各类超常规、突发情况的超常规事件处置中（Supernormal event Processing,简称SEP），某天处置中心收到一组来自某山洞模糊的神秘广播信号，处置中心决定派第9特遣小队调查此事。穿越山洞之后，特遣队竟然来到了一个名为桃花源的古镇，在这里他们发现所有的生命都死去了，而小镇里出现了另一队和自己一模一样的特遣队员...