张小敬出身唐朝军人,之后退伍委任唐城地方安保"不良人",长期协调维护地方安全工作,后因处事不当违反唐律被关押狱中。负责唐城保安工作的靖安司发现了混入唐城的可疑人员,由于张小敬对事发地点人事与地理的熟悉,靖安司特例委派张小敬戴罪立功、侦破此案。经过张小敬的一番调查,发现敌人的阴谋是为了在上元节晚上的集会中制造混乱。距离上元节花灯大会只剩下短短的几个时辰了,张小敬必须在上元节花灯大会前抓住搞破坏的刺客。在调查与追捕中张小敬还发现靖安司中竟然有敌人的内应,在一次次的斗智斗勇中,张小敬终于在最后关头揭穿了背后主谋,阻止了破坏的发生,解救了唐城里的黎民百姓。
《长安十二时辰》主要围绕唐天宝三载,上元节当日的帝都长安展开,在一派歌舞升平的繁华盛景背后,这座城却隐藏着巨大的危机,而拯救长安的全部时间只有短短的十二个时辰。