解放前，四川西部深山中潜藏着一批土匪。警察局密探齐远静、周洛乔装成商人奉命来到紫云道观投宿。进观前，他俩发现山涧下仰卧一女子，可一转眼又不见了。进观后，他们又发现一些可疑点。夜晚，道观当家守敬请齐远静看戏班子演出，他借机了解到在此住宿的其他人的情况。看戏中，齐远静惊奇发现戏班子一女子竟与道姑芙蓉长相十分相似。事后，他得知那女子是芙蓉的孪生姐姐--碧玉，她随戏班子来道观是想暗中保护妹妹。他了解到青年诗人姚广文来道观的目的，是为查证家父的好友，前任当家玉空真人的死因。齐远静听说观内还住着一位众人仰慕的孔大师，便决定找他了解更多的情况。姚广文酒后吐真言。他带齐远静、周洛几经周折去地宫寻找玉空真人画的真迹。地宫里尸骨累累，他们终于找到玉空真人的猫画真迹，从中判断出玉空真人受害的真情。
齐远静他们找到守敬，揭穿他是害死玉空真人的凶手。守敬极力辩解，双方发生争执。孔大师出面调解，在前往紫微阁的楼道上，守敬失足摔死。守敬的死，加深了齐远静、姚广文的疑问。他们来到阎王殿，发现了遭人强奸，后被打昏扔到这里的芙蓉。齐远静潜入孔大师客厅，搜出国民党少校委任状。他寻找到密室，破门而入，只见孔大师正擦洗地板上的血迹，床前侧卧着道徒窦太太的尸体。
齐远静当场揭露孔大师、守敬当土匪多年，为了霸占道观，合伙毒死玉空真人，后来又一再杀人灭口的罪行。孔大师恼羞成怒，按动墙上机关，露出墙上布满的手榴弹。关键时刻，周洛举枪击断拉绳，孔大师只好束手就擒。孔大师被他们押到院子，一群土匪围了过来，刹时枪声四起，齐远静他们与土匪们进行殊死战斗。混战中，孔大师欲逃跑，齐远静举枪射击，孔大师滚下百级台阶。从此，道观恢复了平静。
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