唐天保三年，長安城內上元節西市開市，民眾一片歡騰。朝廷宣布暫停宵禁，無論來自何方何國，可在坊間自由來往，給外族滲透提供了可乘之機。

早在天保二年，狼衛首領曹破延(吳曉亮 飾)與部下被發現在長安失蹤，為此，朝廷特地設立靖安司作防御。于數日前查到狼衛將會出現在西市的一樁秘密交易中，而崔六郎是西市出名的牙郎，非常熟悉那里的情況，所以靖安司選擇了他秘密潛入西市打探，但是后來計劃遭到泄露，崔六郎遇害，曹破延從圍堵中順著貨棧的密道逃跑，而此密道有很多條出口，沒人知道曹破延從哪個出口逃走。

靖安司不得不重新物色新的人選去抓捕曹破延，曹破延逃出來后，遇到一個老者，一聽說是長安的里正焦遂十分驚慌，馬上掐死了他。

牢獄中，一名犯人被靖安司女婢檀棋(熱依扎 飾)帶出，此人名叫張小敬(雷佳音 飾)，是長安前不良帥。他大喊認錯人了，自稱已經被刑部定罪極刑。所犯之罪多為不義，罪大惡極，不可能被放出重用。

一個聲音從一扇門傳出，稱能夠將他赦免。張小敬不信，認為大唐還沒有一個人能做到這一點。

不一會兒，門后走出了剛才發話的公子，他叫李必，任職靖安司司丞。他出身名門望族，交友甚多，多為名士或權貴，目前所在部門為新設，僅有四月之余。

李必自稱有辦法將張小敬死罪豁免，次日便得新生，張小敬可以照顧所想之人。前提是辦一件事情，和因藏私鹽獲刑的罪犯崔六郎一樣，必須為他辦一件事。

崔六郎已死，其弟崔器(蔡鷺 飾)很是自責，崔器是李必麾下的旅賁軍首領，向李必引咎請罪。李必心疼他，讓他只管退下，死者的后事由他來管，自費贈錢崔六郎家人十萬。悲傷過度的崔器踉蹌而去，險些摔倒。

長安十二時辰海報

李必向張小敬坦言，如果完成他交代的任務便可活下去，如果完成不了，便象崔六郎一樣，連在牢里享受一日三餐的機會都沒有。

張小敬還是不太相信會赦免自己，檀棋威脅他，不接任務的話也是個死，還不如盡力去辦，別問太多其他的，對他沒好處。

李必向他先介紹了靖安司的職能，是為了維護地方安全，具體執行管理的官員為三品級別，可見朝廷之重視。全國各部門的檔案資料全在于此，文吏徐賓被特別引見給了張小敬，因為他懂得當地情況，精通很多語言而受到重視。與他這樣的能人靖安司還有30多人，都是挑選來的，做事嚴謹，為人正派，寧可做八品小吏，只圖報效朝廷。

張小敬感嘆國家命運，李必讓他不要操心這些。張小敬又擔心此處的防衛措施，才知道靖安司都是高手設防，而且這里能把消息迅速傳向整個長安。

張小敬詢問所辦之事的具體內容，李必介紹說狼衛首領及部下在西域進行調動，恐有大謀，為首的曹破延逃走，張小敬的任務就是抓他。但是當下正值節日，觀燈的百姓眾多，如果派太多人，會傷及無辜，只能暗地捉拿。

張小敬初步詢問了案情，得知崔六郎是被拔舌而死。張小敬檢查了崔六郎的尸體，里面有全城的防御圖紙，說明敵人想要攻擊這些地方。李必與張小敬都懷疑城中還藏著更多狼衛，醞釀著更大的陰謀。

此時秘書監何執正騎馬進了靖安司，后頭跟著他的養子何孚，何執正對張小敬一直注視著。張小敬向李必指出，駱駝是破案的關鍵，因為當時靖安司援軍趕到狼衛駐地的時候握住了駝鈴，鈴聲突然停止令曹破延察覺，于是提前有了戒備，也因此害了崔六郎。

靖安司調查狼衛住過的客棧的主人，發現三個月前就外運土方，推測可能是挖密道。突然發現主人已經死了十天，很可能就是狼衛下的手。靖安司繪制了曹破延的畫像，設立暗哨追查此人。

此時長安城中布滿了靖安司的眼線，曹破延情急之下躲進了一家修剪胡須的店鋪，修胡須的老板告訴曹破延，今年大唐神匠毛順(徐正運 飾)大師花費一年的時間造了一座神秘的玄元巨燈，全長安都等著要看，等到丑時的時候圣人(馮嘉怡 飾)登樓賜宴就開放給大家觀看。