大唐高宗年间，
武则天掌权。高宗死后，武则天企图改朝换代，于国师秘密下令杀戮李姓子孙。相王李旦夫妻忍痛送走了儿子李隆基（
陈浩民饰），相王妻则被武则天赶出京城流落民间，思子成狂。
碧瑶仙子（
文颂娴饰）下凡擦拭大唐定国龙珠，却因意外被吸入龙珠之内，一待即二十年。隆基为高大娘收养，取名高二。二十年后，高二与大哥高力士（
麦长青饰）一起骗人为生，结识了官家千金
慕容雪（
杨怡饰）。兄弟两人对慕容雪一见钟情，高二人品纯良，任由高力士追求慕容雪，毫无怨言，独自神伤。高二兄弟得罪权贵，高二一人顶罪狱中看到相王妻，因不忍忆子成狂，认其为母，相王妻以龙珠相赠 。
高二阴差阳错吞下龙珠，又阴差阳错将碧瑶由龙珠中放出。碧瑶缠住高二要龙珠，由此与高二形影不离。碧瑶使用法术送高二寻找生身父母，然而每次都最后关头出错，高二始终不知生父母何人。
碧瑶发挥神仙法力，经常拿出一些新鲜有趣工具捉弄高力士（有类似与机器猫哪都能去门传音达意苻等）。终于高力士得知碧瑶是神仙，并且偷听到碧瑶找寻真龙天子秘密。高大娘有一些法力，于高力士求高大娘作法，将宝镜光引到自己身上，使碧瑶认定自己真命天子。
高力士如愿当上太子，性情大变。不但对高二、高大娘冷漠无情，还要强娶慕容雪为妻。高二为帮慕容雪逃走，被高力士放逐到海里。幸碧瑶及时相救，两人之间产生微妙感情。阿雪更为救高二，违心答应高力士婚事。真相终于大白，高二回归太子李隆基身份，母亲却已被国师假传圣旨害死。隆基悲痛欲绝，却不记前嫌救下要被处斩高力士，兄弟言归于好。
《天子寻龙》不但讲述高宗年间，相王之妻为怕儿子李隆基被欲夺帝位的武则天诛杀，放其于竹篮中随水漂流这种和历史有关的戏说成分，还加入天庭玉帝得悉妖孽作乱，遂派仙子碧瑶下凡间抹拭“龙珠”，并命碧瑶寻找真太子助其恢复大唐江山这种神话色彩。多种元素共存，是古装剧、神话剧、历史剧和言情剧的统一。