燕三娘原名薛素素，本是京城人氏，母親是有名的繩伎，輕功超絕，江湖人稱“雲間白鶴”。

爭國本一事期間，萬曆皇帝與鄭貴妃曾到大高玄殿禱神盟誓，相約立朱常洵為太子，並且將密誓御書封緘在玉匣內，由鄭貴妃保管。萬曆十七年，雲間白鶴受皇太后僱傭，在皇帝與鄭貴妃的密誓御書之上做手腳，將朱常洵三字抹掉，以便百官逼宮。

事成之後，雲間白鶴被皇太后滅口，而薛素素則浪跡江湖。流落江湖之後，薛素素本來做了道姑，但是看不慣民間疾苦，外加心中一直疑惑母親的死因，於是便下山當了俠盜，化名燕三娘。在劫富濟貧的同時，調查母親當年的死因。

電視劇的明線是一枝梅與燕三娘二人偵破奇案，幫助百姓，而暗線則是燕三娘調查母親當年的死因，在這個過程中，兩人慢慢牽扯進了萬曆末年的妖書案。

當然，結局肯定是燕三娘解開心結，二人浪蕩江湖，做了一對神仙眷侶。