在清朝末年的官场混沌时期，吏治败坏，冤假错案层出不穷。其中，被誉为清末四大奇案的“刺马案”、“杨月楼案”、“太原奇案”以及“小白菜案”备受后世瞩目。尤其“太原奇案”，融贯了凶杀、悬疑、巧合等丰富元素，案情跌宕起伏，引人入胜。
一个清晨，在清道光年间的山西太原，老李前往村口水井汲水时，意外发现井水异常，显现出一具和尚尸体。这一发现令人们震惊不已。与此富商张百万也报案称其二女儿玉姑失踪，而案情离奇复杂。
张百万的二女儿玉姑与乡绅曹家二公子曹文璜情深意切，但张百万因曹家变故而欲退婚，将玉姑许配给姚家。玉姑为情所困，选择与曹文璜私奔。在投奔曹家至交、交城县令陈砥节的途中，他们得到了老莫的同情和帮助，借其磨豆腐的骡子逃生。
张百万在寻找玉姑时，误将衣柜中的和尚当作玉姑。在管家出谋划策下，他们将死和尚打扮成玉姑模样，以蒙蔽姚家。半夜时分，和尚居然苏醒并逃脱，最终因调戏妇女而被吴屠户杀害，尸首被丢入井中。
县令杨重民接到报案后，命人打捞和尚尸首并调查案情。通过查找和尚衣物线索，最终找到老莫。经过一顿毒打，老莫招供了玉姑与和尚找他求助的事，但拒不承认。杨重民认为老莫的供词荒诞，将他定为犯并下狱待斩。同时将此案上报至太原府。然而真相究竟如何？是杨重民误判了老莫还是另有隐情？这个案件背后的曲折离奇让人叹为观止。究竟谁是真正的凶手？这个故事继续展开探索真相的旅程。太原知府刚刚卸任，陈砥节作为曹家的故交接过了这个重任。就在曹文璜与玉姑二人恰好随着陈砥节一同赴任太原。这可谓是一场巧合的重逢。
当陈砥节收到案情报告后，他感到哭笑不得。随即亲自前往阳曲县，审理老莫和张百万的案件。在玉姑和曹文璜的见证下，老莫被洗脱了罪名，得以无罪释放。
那么，陈砥节究竟是如何揭开案件的真相呢？原来，吴屠户在刺死和尚后，将凶器丢弃路边，恰巧被陈砥节发现。他顺藤摸瓜，找到了打造这把凶器的铁匠，最终指认出购买者正是吴屠户。
当陈砥节带领捕快前去抓捕吴屠户时，他已经带着妻子儿女逃往他乡。吴屠户终究未能逃脱官府的缉拿。归案后，他爽快地承认了的事实，为老莫彻底冤屈。
经过这一番波折，案件终于真相大白。杨重名因徇私枉法、草菅人命被陈砥节革去官职，张百万因嫌贫爱富被训诫。在历经曲折后，陈砥节成全了玉姑和曹文璜的婚事。这对有情人终成眷属，为这桩“太原奇案”画上了圆满的句号。
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