弘道元年（公元683年）十二月，高宗病故，武則天把準備繼位的太子李顯貶出京城，讓不中用的兒子李旦當傀儡皇帝，自己以太後身份，臨朝稱製，攬權掌政。這時候，狄仁傑出任寧州（今甘肅寧縣）刺史。寧州是少數民族與漢族雜居的地區，民族關係複雜，狄采取一視同仁的政策，做和睦團結工作，深得各族人民擁護，稱他為狄使君，為其樹立了德政碑，狄因政績顯著開始受到武則天的注意。
垂拱四年（公元688年），武則天任命狄仁傑出任豫州刺史。任內在處理原越王李貞（唐太宗子）兵變的善後事宜上與宰相張光輔發生矛盾。一是如何處理被迫跟隨叛亂的六七百人及其連坐家屬五千多人。張光輔認為都是叛逆者，統統殺掉。狄仁傑則認為他們是“詿誤者”，是被迫脅從的，主張“緩其獄”。他為了把真實情況報給武則天，又不給張光輔等人留下為逆人申理的把柄，采取了上密表的辦法。他在密表裏說：“臣欲顯奏，似為逆人申理；知而不言，恐乖陛下存恤之旨。表成複毀，意不能定。此輩皆非本心，伏望哀其詿誤。”武則天部分接受了他的意見，將這批人改判發配豐州（今內蒙河套西北）。二是張光輔是平李貞叛亂的元帥，自恃有功，縱將士搶掠百姓，要求狄多給俸祿給養，狄不同意。光輔怒道：“州將輕元帥耶？”狄仁傑不買他的賬，對曰：“亂河南者，一越王貞耳。今一貞死而萬貞生。”光輔質其何意。仁傑慷慨陳詞說：“明公董戎三十萬，平一亂臣，不戢兵錚，縱其暴橫，無罪之人，肝腦塗地，此非萬貞何耶？……公奈何縱邀功之人，殺歸降之眾，但恐冤聲騰沸，上徹於天。如得尚方斬馬劍加於君頸，雖死如歸。”張光輔理屈不能對，但懷恨在心。還朝奏仁傑不遜，被貶官複州（今湖北沔陽）刺史。
其實，武則天對狄仁傑處理豫州的政策是讚許的，她出於權宜之計暫時貶仁傑的官。天授元年（公元690年），武則天登基稱帝，狄仁傑即被任為宰相。當武則天告訴他：“你在豫州時，辦了許多好事。可是有人讒毀你，你想知道讒毀你的人嗎？”狄仁傑很聰明，他高風亮節地回答說：“陛下以臣為過，臣當改之；陛下明臣無過，臣之幸也。臣不知譖者，並為善友，臣請不知。”武則天感歎狄是一個奇異的人。
長壽元年（公元692年）正月，武承嗣（則天之侄兒）怨恨狄仁傑剛直，指使人誣告其謀反。武則天半信半疑把案子交由來俊臣審理，但吩咐一定要查明真相，不準動刑。
來俊臣是曆史上著名的酷吏，是搞逼供的專家，他並不按武則天說的做，而是按他殘酷用刑和誘供的老辦法逼狄供認謀反罪。這後麵自然有武承嗣的支持。
狄仁傑對來俊臣的為人了如指掌，決定以智謀對付他。來俊臣誘騙他說：“凡罪犯初審認罪的一律不處死刑。”狄仁傑明知是圈套，但他好漢不吃眼前虧，將計就計，痛快地認罪說：“大周革命，萬物唯新，唐朝舊臣，甘從誅戮。反是實。”來俊臣沒有料到狄仁傑這樣容易上當，竟滿口招供，心中高興，以為可結案交差，隻等處死狄仁傑的時間了。於是將狄送回監中，放鬆了管束。狄仁傑利用看守不備，在被頭上書寫了申冤狀，正尋思著怎樣帶出去，恰巧判官王德壽來找他，想誘騙狄在供詞中牽連陷害自己的仇敵楊執柔，因為楊曾是狄的部下。狄靈機一動，以苦肉之計；不僅沒做出喪天害理之事，反而騙得王為他捎出了申訴狀。
狄的申訴狀很快到了武則天手上，她立即責問來俊臣為什麼要用刑誘供，來當即否認，並說他對狄照顧得很好。武則天要派人去調查，來著了慌，馬上讓手下人注意安排好狄的衣飾吃住，並要王德壽偽造了一份狄的“謝死表”，上報武則天。武則天感到事有蹊蹺，乃親自召見狄仁傑。她問狄仁傑為什麼要承認謀反。狄說：“那時，我如果不承認，早被他們屈打死了。”武又問為什麼寫“謝死表”，狄感到驚奇，回答說：“臣無此表”。武讓侍者拿出來看，細辨是別人代寫的。於是立即放出了狄仁傑。狄終於以智謀免死，但被貶官為彭澤令。