清同治年间的一天，浙江余杭地区发生了一件再平常不过的小事。一个叫做葛品连的人突然发病身亡，但是他在死后却面目青黑，口中还有血水流出来，他的家人因此就觉得他是被人害死的，于是就去报官，谁知这却引发了轰动全国的"杨乃武与小白菜"案。当时担任浙江余杭知县的人叫做刘锡彤，他像往常一样和验尸的仵作去检查葛品连尸身的时候，有一个人拦住了他，给他讲了一个"羊吃白菜"的故事，这个故事中的"羊"指的是余杭有名的才子——杨乃武，而"白菜"指的是杨乃武家的帮佣——毕秀姑，绰号"小白菜"。
这两个人其实并没有什么关系，"小白菜"不过是仰慕杨乃武的才学经常同他说话而已，杨乃武也觉得小白菜温柔，平时也经常教她写写字。可是在刘锡彤眼里，这却是一个报仇的好机会。刘锡彤这个人为官不正，曾经因为贪污被杨乃武举报而被罢官，如今听说杨乃武和小白菜有这层关系，自然而然地认定二人有奸情，然后合谋杀死了葛品连，于是他把杨乃武和小白菜抓进监狱严刑拷打，最终屈打成招，逼着他们在认罪书上画了押。杨乃武被判处斩，小白菜凌迟处死。
杨乃武的家人不肯罢休，他们一直向上申冤，浙江巡抚杨昌浚却不予理睬。这个时候一个叫吴以同的人出现了，他与杨乃武是同科的举人，知道杨乃武人品端正，不会做这种事情。他找到了著名的大商人胡雪岩求助，胡雪岩急公好义，听说这件事以后替吴以同联络了翰林院编修夏同善，这个人和同治皇帝关系亲密，在他的帮助下，杨乃武的家人成功把冤案送到了慈禧太后的手中。
慈禧太后最初认为这只是简单的民事案件，于是下令浙江巡抚杨昌浚重新审理，杨昌浚无奈之下只好开庭。二人一看换了主审官，就开始翻供，诉说他们被屈打成招的事情。但是很不巧，同治皇帝驾崩，慈禧太后因为忙着夺权，这个案子也就停止了审理。不过，夏同善却非常关注这个案子，在政局稳定下来以后，夏同善直接上书弹劾浙江巡抚杨昌浚办事不力，主张重新审理案件。
有了慈禧太后的"撑腰"，一直以来为难两个人的湘派也就掀不起什么风浪了，湘军势力也受到了很大的打击，从此不敢在江浙坐大。光绪三年的寒冬，杨乃武和"小白菜"终于结束了三年的牢狱之灾，重新获得了自由。杨乃武虽然被官司拖累得倾家荡产，但是好歹还有亲人来接他回家，"小白菜"却真的成了孤家寡人，出狱以后她就找了个寺庙出了家，从此青灯古佛，孤独终老。因为一场无中生有的冤案，让两个人都承受了太多"莫须有"的罪名，而这场冤案背后复杂的政治斗争，更是让人感叹那个时代的混乱。