長壽元年（692）一月，酷吏來俊臣誣告狄仁傑謀反。武則天不察詳情，就把做了四個月宰相的狄仁傑罷相下獄。任用酷吏，以鞏固政權，是武則天的統治手段。這些酷吏專門製造所謂謀反大案。他們製造許多刑具，對被告嚴刑逼供。這次，來俊臣為了誘使狄仁傑承認謀反，要他承認願為武後的臣下就可免去他死罪。狄仁傑為了免於冤死，等待時機，他招認了謀反罪。他說：“大周革了唐室的命，萬物重生，我們是唐朝的舊臣，謀反確是實情。”其他幾個被指控謀反的大臣，除魏元忠外，都和狄仁傑一樣，全都服了罪。來俊臣見服了罪，沒有用酷刑，隻將被告收監。一天，判官王德壽受來俊臣指使，誘逼狄仁傑招供宰相楊執柔是同黨，狄仁傑十分氣憤，說：“皇天後土，叫狄仁傑去幹這種事情麼！”說罷以頭觸柱，血流滿地。王德壽害怕至極，不敢再說了。
狄仁傑承認謀反，來俊臣等也就放鬆了對他的看管，狄仁傑趁此機會，從獄吏那裏借來筆硯（yàn），偷偷撕碎被子，寫了一幅冤狀，縫在棉衣裏，請獄吏把棉衣送到家裏。
狄仁傑的兒子狄光遠收到棉衣，折開棉絮見到父親所寫的冤狀。急忙向武則天告發。武則天召來俊臣詢問，來俊臣對武則天說，狄仁傑下獄，並未動過刑，他住的地方也很舒服，如果沒有事實，他哪會承認謀反。武則天猶疑未定，派通事合人周綝（chēn）到狄仁傑處察看。來俊臣要狄仁傑穿好朝服，會見通事舍人周綝，又假造了一份請求賜死的《謝罪表》，讓周綝上交武則天。周綝核查，完全受到來俊臣的利用。就在這關鍵時刻，鳳閣侍郎樂思晦的兒子被武則天召見，他控告來俊臣謀害了他的父親。他說，國家的王法為來俊臣所欺弄，任何一個親信大臣，來俊臣都可以逼他承認謀反。聽了這個才九歲小孩的話，武則天有所醒悟。他召來狄仁傑，親自問他為什麼承認謀反。狄仁傑回答說，不承認早就死於酷刑之下了，哪裏還有機會向陛下辯白？”武則天又問，為什麼寫《謝罪表》。狄仁傑告說，並無此事。武則天這才真相大白，釋放了狄仁傑等七名同案人。雖然如此，武則天還是沒有讓他們官複原職。狄仁傑貶為彭澤縣令，同案有的還流放到了嶺南。
再度為宰相
狄仁傑當縣令的彭澤縣（今江西九江），是個窮地方。他一到任，親眼看到老百姓窮苦不堪，就向武則天上疏，陳述百姓困苦，乞免租稅。他在疏中說：“常年縱得全熟，納官之外，半載無糧，今總不收，將何活路？”
萬歲通天元年（696），北方契丹孫萬榮率軍攻陷冀州，殺死刺史陸寶積，屠殺官兵數千人。契丹兵進而又攻打瀛（yínɡ）州，整個河北為之震動，人心恐慌。武則天下詔擢升彭澤縣令狄仁傑為魏州（今河北魏縣、大名縣等地）刺史，前去平息戰亂。狄仁傑上任後知道，前任刺史獨孤思原因害怕契丹突然來襲，把老百姓全部遷入城裏，修補城牆，鞏固城防。與此做法相反，狄仁傑上任後打開城門，讓老百姓出城耕作。他宣稱，敵人離這裏還很遠，不必這樣驚慌。如果敵軍到來，我自有退敵製勝之策，無須煩擾百姓。契丹聽說狄仁傑到了魏州，懾於其威名，未敢冒犯，不戰自退。魏州官民對狄仁傑的氣勢和膽略十分敬服，他們感謝狄仁傑的德政，為他立了碑。不久，狄仁傑改任幽州都督。武則天賜紫袍、龜帶，並自製金字十二於袍，以表彰狄仁傑的忠心。
神功元年（697），狄仁傑晉升為鸞台侍郎、同鳳閣鸞台平章事，第二次做了宰相。
複相後，狄仁傑麵臨第一個大問題是派兵鎮守疏勒四鎮。當時王孝傑率軍大破吐蕃軍，奪回了西域的龜茲（qiūcí）、疏勒、於闐（tián）、碎葉四郡，並在龜茲設安西都護府，派軍駐防。這四鎮是唐朝的西疆要塞。然而，狄仁傑認為，派兵駐戍四鎮不是上策。因而他上疏朝廷，陳述用兵荒外，爭不毛之地，可謂無益可得，無利可圖，倘若一味用兵，必然耗費國家大量資財。狄仁傑建議，可模仿貞觀年間唐太宗冊封阿史思摩為可汗的做法，由他鎮守四鎮的舊例，封陰山貴族阿史那斛（hú）瑟為可汗，委坐四鎮。這樣既省了大筆開支又能達到安邊的目的。武則天並沒有采納狄仁傑的意見。
聖曆元年（698）八月，狄仁傑再次得到提升，拜為納言，兼右肅政禦史大夫。同年，北方東突厥進犯河北，攻掠定州（今河北省定州市）、趙州（河北趙縣），殺死官兵無數。武則天命太子為河北道元帥，狄仁傑為河北道行軍副元帥，征討東突厥，武則天親自送軍隊出征。狄仁傑率十萬大軍猛追，東突厥迅速逃回漠北，曾經飽受突厥驅使的百姓恐懼至極，生怕受到官兵殺害，紛紛逃匿。武則天任命狄仁傑為河北道安撫大使，妥善處理這一問題。狄仁傑上疏武則天，請求把這些百姓一律赦免，不加追究。他提醒武則天：“邊遠有事，還不足慮；如內地不安，就是大事了。”這是狄仁傑處理國家大事的出發點：努力淡化和消解矛盾，防止矛盾激化，力求國內的穩定。武則天采納了狄仁傑的建議，對被突厥驅使的百姓一律不問罪，許多逃匿的百姓紛紛回家。狄仁傑大量發放糧食，救濟窮困百姓，百姓很快安定下來。狄仁傑還下令，嚴禁官兵侵擾百姓，若有違犯，定斬不赦。在狄仁傑安民做法的感召下，河北道很快安定下來。狄仁傑回朝後，被授予內史。