越州城内有一所木匠作坊，木匠史燕章为人厚道，手艺精良，勤劳肯干，经邻居撮合，他与本城的小家碧玉钱娇丽结为夫妻。
婚后钱娇丽成了史钱氏，她自恃貌美，体态风流，好吃懒做；过门没多久，便整天挑刺，冲着史燕章撒娇撒气，嫌弃丈夫要干活，不能经常陪她。这天，为了一点小事，小两口又吵了起来，那史钱氏愤怒之下，竟然在史燕章脸上抓了几道血痕！
史燕章不由得大怒，冲上前去要打史钱氏，被闻讯赶来劝架的邻居拉开，史燕章大怒之下甩门而出，到西门大街朋友家中借宿。
朋友买来酒菜招待，劝慰了几句，安排史燕章在客房睡了。
当夜，史燕章翻来覆去睡不着觉，想想这泼妇如此刁泼，竟然把自己抓破了相，今晚若不教训她一番，煞煞她的威风，往后的日子怎么过？想到这里，史燕章便偷偷起床，从朋友家厨房里摸了一把菜刀，径直往自己家奔去。
这时已是四更时分，街上寂静无人，鸦雀无声，只有一老一小两个更夫在打更。那两个更夫忽见一人手持菜刀，怒气冲冲地擦身而过，不由心头起疑，便暗暗尾随在他身后。
只见那人来到一家门前，一脚踢开门，冲了进去！老更夫见事不妙，嘱咐小更夫紧盯着贼人，自己急忙奔回衙门叫人。
小更夫紧盯那被撞开的房门，功夫不大，只听屋内发出一阵惊恐的叫声，接着有人从屋里跑了出来，一见小更夫，转身就跑。小更夫见状，大喊：“抓贼呀！抓贼！”随后就追。那人刚跑上桥头，就被老更夫引来的几个巡夜捕快堵住去路！
捕快抓住贼人，认出是本地木匠史燕章，就押着史燕章返回他家中，点燃灯烛，却被眼前的惨象惊呆了！只见一具血淋淋的女尸倒在床下，脑袋已被砍掉，不知去向。
捕快见史燕章杀了人，连忙用铁链把史燕章锁上，拖往衙门。
衙门里夜间是同知值班，一听出了命案，史燕章是杀人凶犯，同知雷军医拍惊堂木，大声喝道：“杀人凶犯史燕章，快将杀妻砍头的滔天大罪，从实招来！”
史燕章连声喊冤，说人不是自己杀的，雷军大怒，一声令下，几名差役将史燕章按倒在地，一顿棍棒打得他皮开肉绽、奄奄一息。
雷军是个武将出身，处事粗糙，当即命书吏写下史燕章杀人砍头的供词，将昏迷中的史燕章的手印按上，然后派衙役将供词、杀人凶器火速送到越州府复核以期早日对史燕章定罪行刑。
越州府知府空缺，长史不敢做主，将案卷呈报狄仁杰，请狄大人处理。
狄仁杰翻阅杀人案卷宗和一同送来的凶器，只见供词上案犯所按的手印拉扯成长条，模糊不清，好似被人强行按上。而杀人凶器--那把菜刀，刀锋斑锈，已多时未用，且刀上没有血迹！
狄仁杰觉得此案疑窦重重，于是他决定行文调来犯人，复查此案。
史燕章当场翻供，说是被屈打成招，手印根本不是自己按上去的！
狄仁杰随即带了几个衙役和狄春，去史燕章家中勘查。只见无头女尸已经移去，床下只有一摊干涸的血迹。
狄仁杰回到衙门，再看案卷，顿时不悦，死者史钱氏的头颅一直没有找到，同知竟然就想结案！
狄仁杰立刻派狄春去找同知，把史钱氏的无头尸首运到自己的衙门里，交给仵作保管，一边提审史燕章，问他那晚究竟是怎么回事？
史燕章哭诉道：“大人，那夜我去朋友家借宿，朋友热情招待，我心中不快，多喝了几杯酒。半夜时分，我一觉醒来，想起史钱氏的所作所为，心里十分气愤，就起来摸到朋友家的厨房里，随手拿起一把菜刀，奔回家中，想教训教训史钱氏，并不是真想杀她！
谁知我怒气冲冲地回到家里，一脚踹开大门，进了卧室一看，吓得魂飞魄散，酒也醒了！只见一具血淋淋的女尸倒在床下，脑袋已被砍掉，不知去向。我急忙转手就跑出家门，走没多远，被捕快拿住，押送官府！同知大人不问青红皂白，将我一顿毒打，屈打成招！”
狄仁杰问：“那把凶器菜刀，你确定是取自朋友家的厨房的？”
史燕章点点头说：“当时是黑夜，我进了厨房随便摸到一把菜刀，就往家里走，只是想教训那悍妇一番，没想杀人。”
狄仁杰命衙役把那把锈迹斑斑的菜刀拿来，问史燕章：“可是这把菜刀？”
史燕章看了一会，说：“我也记不得了，当时夜间，急急忙忙地拿起菜刀就走，没有细看。”
狄仁杰下令把史燕章的朋友传来，问他：“那夜史燕章是不是从你家厨房拿走这把菜刀？你为何把一把锈迹斑斑的菜刀放在厨房？”
史燕章的朋友上前辨认了一会，说：“大人，这正是我家的菜刀！不过我没想到史燕章会拿它去杀人，当时我们全家都睡了，不知此事。”
狄仁杰点点头说：“你不要害怕，我问你为什么把一把锈刀放在厨房里？”
那人说：“这把刀钝了不好用，我就重买了一把，这锈刀就随手搁在厨房里，没有用过。”
狄仁杰沉吟片刻，摆摆手让他退下去，又问史燕章：“你回家时看见一具无头女尸，确定是你的妻子？”
史燕章想了想说：“这倒不能肯定！当时我一进卧房看见一具血淋淋的女尸就蒙了，吓得赶紧逃出家门，但是死在我家卧房里的，不是我的妻子会是谁呢？”
狄仁杰摆摆手，命仵作带史燕章去认尸，过了一会，史燕章回来了，激动地说：“大人！那尸体不是我妻子的！”
狄仁杰问他：“为何？”
史燕章说：“我妻子史钱氏，左乳有一颗红痣，右乳有一颗黑痣，而这具女尸没有痣！分明不是我的妻子！”
狄仁杰心里一动，问道：“你妻子史钱氏平时作风如何？有没有相好的？”
史燕章说：“我妻子虽然长得貌美，爱打扮，但和我新婚未久，只是报怨我没有时间陪她，倒还不至于出轨。我怀疑这具尸体被人掉包了！”
狄仁杰听了一震，问：“你回家时大门不是关着的？难道是人杀了人，故意栽赃于你？你有没有什么仇家？”
史燕章无奈地说：“大人，小人只是个木匠，平时老老实实的干活，都没和人吵过架，哪里来的仇人？”
狄仁杰点点头，颔首道：“你说的话，我还要调查，你涉及命案，就委屈你在牢房里住上几天。”说完狄仁杰喊来狄春，命他准备一间干净的牢房，让史燕章一个人住。
狄仁杰随即派出十几名便衣捕快，去史燕章家周围打探，史燕章有没有仇家？他妻子史钱氏有没有相好的？狄仁杰已经隐隐感到，这案子应该是情杀，但史钱氏的头颅和尸体都没找到，谜团重重。
过了一天，捕快们陆续回禀，史钱氏没有相好的，夫妻感情还不错！史燕章家也是个老实人，没有仇家。
狄仁杰就换上便衣，扮作一位员外，带着狄春微服私访。
一路来到史燕章家附近，东游西逛，留心观察。忽听街那头有唢呐鞭炮之声，听路人说是本城富户黄四员外为家中病死的女仆出殡。