清朝乾隆年間，西南某縣一知縣因公殉職，新科進士邱秀山調去該縣任職。
上任途中，邱秀山來到縣境外的官道上，卻見道路中間躺著一個衣衫襤褸的書生。邱秀山動了惻隱之心，於是把他救起，好酒好飯招待。年輕人名叫段興文，自稱是個算命先生。段興文上下打量了邱秀山一番，對他說此去上任兇多吉少，一定要處處小心才行。邱秀山不信這些歪門邪說，哈哈一笑便繼續啟程出發了。
邱秀山進入縣衙，馬師爺和劉捕頭在門口等候，馬師爺和劉捕頭是本地人氏，陪伴了多任縣令。邱秀山來到縣衙之後，事事向二人請教，二人也對邱秀山極為尊敬，唯恐有招待不周的地方，邱秀山對二人的配合很是滿意。
邱秀山是新榜進士，又是新官上任，自然想著能立刻處理幾起公案，以報效朝廷和國家，不辜負自己的一身才學抱負。可是接連數日過去，縣衙之外並未有一人擊鼓鳴冤。邱秀山在大堂之內閒坐，只得以喝茶打發時間，雖然舒適安逸，心中卻覺得不免有些不甘心。
一天清晨，守城士兵打開城門，只見城門口的大旗杆上，竟然懸掛著一具屍體。士兵把屍體放下來後，馬師爺和劉捕頭一看發現此人是城裡的鐘員外，不知為何被人所殺，而且兇手為何要把屍體掛在城門口呢？邱秀山立刻提審鍾員外的家人，經過一番審訊，鍾員外的家人也不知道他為何會被人所殺，屍體還被掛在城外。鍾員外平日裡並未與人結仇，他的死確實很令人費解。
案件沒有進展，邱秀山一籌莫展，眼看時間一天天過去，心情也不免有些焦急起來。就在此時，門外有一人擊鼓前來投案自首，邱秀山忙叫衙役把人帶進來。來人還未開口說話，邱秀山一眼就認出了他，他就是那個算命先生段興文。段興文對他笑著說道：「邱大人別來無恙，我就是你們要找的殺害鍾員外的兇手。」
邱秀山問段興文為何要殺死鍾員外，段興文說他前些日子幫鍾員外看相，一言不合就吵了起來，在吵鬧中失手殺死了鍾員外。事情就是這樣簡單，因念及當初與邱大人的一飯之恩，不想讓他感到為難，於是近日便前來投案。邱秀山見狀，心中感嘆不已，看來知人知面不知心，老話說的一點也沒錯。
就在此時，馬師爺讓段興文在口供上簽字畫押，段興文卻不急著籤字，他說反正自己早晚也是一個死，不急於現在就籤字，倒是馬師爺印堂發黑，額頭有不祥之氣，這兩日可能會被官司纏身，一定要小心為上。邱秀山讓段興文休要多言，若真是他殺的人，他絕對不會手軟，一定嚴格按照律法審判他。說罷，邱秀山大手一揮，段興文被押進了大牢。
中午時分，邱秀山正在用膳，此時卻見一衙役匆匆跑了進來，一臉異樣地叫道：「大人，大事不好了，劉捕頭的嶽丈被人毒死了！」又出了一起人命案，邱秀山忙問劉捕頭嶽丈為何人？衙役告訴他，劉捕頭的嶽丈是當地名士，在縣裡聲望很高，經常和師爺一起品茶對弈。今日上午，二人一邊品茶一邊對弈，結果劉捕頭的嶽丈卻突然口吐白沫，蹣跚倒地而亡了。後來才發現，在他飲的茶水之中，已經被人下了劇毒。
邱秀山聽罷，連忙叫來馬師爺和劉捕頭文化。馬師爺來到書房之後，一邊向邱秀山訴苦，一邊拉著一臉悲憤的劉捕頭大喊冤枉。馬師爺說他的確邀請了劉捕頭的嶽丈，但絕對沒有在茶水裡下毒，劉捕頭的嶽丈是他的好友，他是絕對不會做出這種喪心病狂的事情來的。邱秀山一時難以定奪，心中不知該作何處理。此時，馬師爺拉著邱秀山的手說道：「大人，你可記得段興文對我說的那些喪氣話？他為何知道我會官司纏身？這其中肯定有問題。」
劉捕頭聽罷，心中不樂意了，他冷笑著對馬師爺說：「姓段的正在等著砍頭，難道他會跑出來下毒不成？還是另有同夥？我老丈人的面他都沒有見過，怎麼就得罪他了？而且為什麼他的茶水裡有毒，你的茶水裡卻沒有？」一番話說完，馬師爺被問得啞口無言，氣得說不出話來。二人爭執不下，邱秀山趕緊將二人勸住，一起來到大牢中去見段興文。
段興文此時正在睡覺，聽到三人前來問話，他突然哈哈大笑起來對三人說道：「縣裡今天還有多少命案？你們都可以算到我的頭上來，反正我已經被你們抓了，今天就砍了我吧。我要是有那本事，還用得著在這臭蟲滿天飛的牢裡吃苦？」馬師爺和劉捕頭見狀，怒喝段興文不要造次。
段興文不以為然，他對劉捕頭說：「劉捕頭，馬師爺頭上的黑氣轉移到你頭上了，你這兩日可能要吃官司了。你還是小心為妙，我的卦是非常靈驗的。」邱秀山等人見段興文故意攪亂，再問下去也問不出什麼東西來了，於是便一同離開了大牢。
邱秀山回去之後，又審問了一番馬師爺和當初一起圍觀下棋的人，結果也沒有找出一點蛛絲馬跡。邱秀山覺得此案真是怪異蹊蹺，劉捕頭老丈人和師爺好好下棋，旁邊還有幾個人侍奉，眾人眼睛都沒有走神，究竟是誰在碗裡下了毒藥呢？難道真是師爺下毒？還是那些侍從？問題究竟出在哪裡呢？一天之內出現兩起命案，真是令人想不到。
第二天一大早，邱秀山還未起床，一個衙役匆匆跑進內堂大喊道：「大人，不好了！劉捕頭殺人了！劉捕頭把馬師爺的兒子給砍死了！」邱秀山聽了此話，頓時心中驚訝不已，竟然出了這等事情。難道是劉捕頭懷疑馬師爺害死了他的嶽丈，這才殺了他的兒子洩憤嗎？邱秀山趕緊帶著衙役趕往馬師爺家。
在馬師爺家裡，邱秀山看著地上被砍成兩截的屍體，頓時覺得頭皮發麻，馬師爺正抱著屍體嚎啕大哭，劉捕頭則一臉沮喪地坐在地上。經過詢問，邱秀山明白了事情的來龍去脈：
原來，劉捕頭每逢單日都會練習雙棍，單日練習雙刀，今天正逢雙日，一大早起來就在後院裡舞弄大刀，運到勁道十足之時，便會砍向那些紮好的稻草人身上，以試力道。但他沒有想到的是，當他揮舞著大刀砍向那個稻草人時，雖然發現那玩意兒歪歪扭扭有些異樣，卻已經收不回力道了，只見鮮血四濺，那稻草人中有一個大活人。這個大活人就是馬師爺的兒子。
劉捕頭把這番話說出，又對邱秀山說這些離奇的怪事接二連三發生，莫不是牢中的段興文在作怪？他為何能夠未卜先知，他為何知道這些事情？他肯定逃脫不了干係。劉捕頭說罷，邱興文再次帶著二人去牢中找段興文。
在大牢之中，段興文依舊在睡覺，劉捕頭怒氣衝衝問這一切是不是他在搞鬼，如果段興文再不說實話，今天就結果了他。段興文說他現在只想和邱秀山說話，其他人都不想見。邱秀山讓劉捕頭打開牢門，劉捕頭猶豫了一下，但還是打開了牢門。邱秀山進去之後，段興文當即勒住邱秀山的脖子，讓他們所有人都出去，否則就殺了他。
眾人沒有想到段興文會來這一手，於是便要去救。段興文則威脅劉捕頭等人趕緊退出去，劉捕頭等人見狀不敢造次，於是只得退了出去。劉捕頭等人出去之後，段興文放開邱秀山告訴他自己這樣做是為了救他。邱秀山大惑不解，問段興文挾持了自己為何還說是救自己呢？
段興文說，這個縣城裡最壞的當屬師爺和劉捕頭，若今天他不挾持他，早晚他會死在他們手裡。上任縣令並非是什麼因公殉職，而是被這兩個惡人所害。這個地方山高皇帝遠，多年來被師爺和捕頭把持，師爺的兒子有力氣無頭腦，充當他的打手壞事做盡。劉捕頭有勇無謀，全靠他的嶽丈當狗頭軍師。
這二人多年來盤踞在此，可以說是惡貫滿盈，那些被他們殺死的人都被衙役們悄悄埋在荒郊野外。鍾員外就是其中之一，鍾員外與上任知縣關係很好，在察覺上任縣令死因蹊蹺之後，打算傾盡家產去告狀，結果被二人謀害。為了刺激二人，段興文將鍾員外的屍體挖出，掛在旗杆之上目的就是想曝光二人的惡行，結果這兩個惡人卻毫無反應，真是心狠和歹毒啊。
邱秀山簡直不敢相信自己的耳朵，他沒想到身邊這兩個人竟然是十惡不赦的大惡人。邱秀山暗暗感嘆，連連問段興文此話當真？段興文說千真萬確，而且是他設計殺死了馬師爺的兒子和劉捕頭的老丈人。
邱秀山覺得不可思議，段興文明明在牢中，如何做到連殺兩個人的？段興文告訴邱秀山，其實馬師爺和劉捕頭二人之間都視彼此為眼中釘、肉中刺，但為了利益在表面上彼此忍耐對方。為了表示友好，師爺每逢初一、十五便相約捕頭的嶽丈去家中品茶下棋。
段興文早就探知到了這個消息，於是想辦法提前在他們下棋煮茶的地方動了手腳。他在劉捕頭嶽丈放著茶碗的正上方橫木樑上鑽了個小孔，裡面塞上毒藥粉末，之後以一層薄蠟微微掩蓋，當下邊煮茶時，溫度一高，便化了蠟層，那些毒藥自然就落了下來，八九不離十地落到那劉捕頭老丈人的茶碗裡，此舉神不知鬼不覺，殺人於無形之中。
殺死師爺的兒子就更容易了，師爺的兒子雖然兇狠，但是個沒有腦子的傢伙。捕頭逢單日練棍，雙日練刀，而且他還有個習慣，喜歡砍稻草人。於是段興文便模仿師爺的筆記寫了一封信，請人於某日交到他的手裡。信中以師爺的口氣命他次日大早喬裝成稻草人到劉捕頭後院打探消息，還說切記保密不準多問。
沒想到的是，師爺的兒子果然中計，被劉捕頭砍死。段興文之所以要這樣做，就是為了挑起二人內鬥，讓他們兩敗俱傷，藉此除掉這兩個惡人。
邱秀山聽罷，心中震驚不已，但還是半信半疑。段興文告訴他，若他不相信的話可以出去看看，馬師爺和劉捕頭肯定在謀劃如何將他們二人殺死。段興文打開牢門，將兩個看守的衙役打昏在地，換上衙役的衣服悄悄潛到衙門大堂之中，結果發現馬師爺和劉捕頭果然坐在一起喝茶，二人你來我往的喝茶聊天，好像什麼事情也沒有發生一樣。
最後，突然劉捕頭口中吐出黑血，劉捕頭臨死前一刀砍死了馬師爺。這一幕發生得如此快，邱秀山看得目瞪口呆。段興文告訴邱秀山，馬師爺和劉捕頭二人矛盾已深，如今大人你被我挾持，他們正好找到了背黑鍋的人，只要他們殺死對方，再把你我也殺掉，既能除掉對手又能無罪脫身，何樂而不為？因此馬師爺在碗裡下毒，劉捕頭拔出砍刀殺死了馬師爺，二人同歸於盡。
邱秀山此時才恍然大悟，他沒想到官場竟是如此險惡，他第一次做官就差點丟了性命。若不是有段興文幫忙，他可能早晚要被這兩個惡人害死。邱秀山有一事不解，問段興文為何要這樣幫助自己？段興文說他不是為了幫他，他只不過是為了報仇，他就是前任知縣的兒子，他自小習武，輾轉得知父親被害後，才想出了這個一石二鳥之計，恰好在路上遇到了邱秀山，於是便裝成叫花子與他搭上了線，順便救下了他一命。
段興文說罷，對邱秀山微微一笑，讓他安心在此地做官，如今已經無人能干預他了。段興文告辭而去，再也沒有回這個縣城。邱秀山看著段興文離去，心中感慨萬千。
段興文是一個有勇有謀的人，他用一條連環妙計，先後除掉了馬師爺父子、劉捕頭與嶽丈4個惡人，拔掉了這兩顆毒瘤，他不僅報了殺父之仇，還救下了邱秀山一命。不得不說，段興文是一個義士，一個俠士。
自此，清代連環殺人案，宣告結案。