电视连续剧《小白菜奇案》改编自晚清四大奇案之首“杨乃武与小白菜”。豆腐店伙计葛品连暴病身亡，知县刘锡彤为保儿子，制造杨乃武诱奸葛品连之妻小白菜毕秀姑的冤案。后经杨乃武之姐杨淑珍二次京控，才真相大白，冤案昭雪，是民间脍炙人口凄美故事。
同治末年十月初九，浙江余杭县平民葛品连于家中暴毙。因儿子口鼻流血的死状引起了葛母沈喻氏的怀疑，她认为儿子之死肯定和媳妇有关。
儿媳毕秀姑是余杭镇第一美人，长得俊秀水灵，人唤“小白菜”。
小白菜嫁给五短三粗的豆腐坊帮工葛品连，成了众人议论的“潘金莲和武大郎”，沈喻氏心中一直为此不安。正好葛品连出事前几天，夫妻俩曾大吵一架，小白菜还扬言出家。沈喻氏越想疑心越重，决定报官验尸，查清真相。
仵作不负责任地一番操作后得出结论，葛品连系中毒身亡。小白菜立刻作为第一嫌疑人被押至大堂。
余杭知县刘锡彤素闻小白菜艳名，对她谋杀亲夫一事也有所怀疑，但苦于无凭无据。
但一件事让刘锡彤决定拿下小白菜：独子刘子翰告诉刘锡彤自己对小白菜倾慕有加，望能娶之，刘锡彤闻言大惊。为了打消儿子的“荒唐”念头，他一定要将小白菜落实罪名关入大牢，才能让儿子放弃娶这么个媳妇进门。
刘锡彤夜审小白菜并严刑逼供，让她交待毒杀亲夫的罪行。小白菜面对子虚乌有的罪名无从辩解，她甚至不明白丈夫怎么会是中毒而亡。刘锡彤认为小白菜必定有奸夫帮她买砒霜，但严刑之下竟拷问出一个惊人事实——所谓的“奸夫”正是刘锡彤的独子刘子翰！而事实上两人并非你情我愿，换言之刘子翰曾经强暴过小白菜！
刘锡彤大惊失色，这下他必须另觅一个“奸夫”，才能使儿子逃脱嫌疑。
一番调查后举人杨乃武进入了视野。小白菜两口子曾租住在杨家，杨乃武家人对待小白菜甚好，还教她读书识字，引起了邻里闲话和葛品连的猜忌，为了避嫌小白菜两口子搬出了杨家。
本是捕风捉影的事，经与杨乃武素来有怨的老举人陈湖山添油加醋，就成了杨乃武为小白菜买砒霜的犯罪动机。
“奸夫”既获，刘锡彤威逼利诱，小白菜重刑之下违心诬攀杨乃武，杨乃武无端受罪，酷刑之下，屈打成招被押入大牢。一场冤狱就此拉开序幕。
虽然杨乃武鸣冤不止，但刘锡彤还是坚持断定两人因奸杀人，并结案呈交杭州府。杭州知府陈鲁，为人武断鲁莽，他对这个恃才傲世的举人杨乃武本无好感，因此完全忽视案中疑点，草率地维持原判。
眼见杨毕大势已去，刘锡彤却在走访中发现案件漏洞，从而惊觉自己铸成了一桩冤案！然而事已至此，为了保住顶戴，他只能将错就错，牺牲杨毕两人。刘锡彤暗中篡改证据，收买证人，试图让案件成为毫无破绽的铁案。
罪恶黑幕渐渐拉开，与此同时，杨家亲人和朋友努力探求着一线青天。杨乃武大姐杨淑贞，杨乃武之妻杨詹氏，以及一些富有正义感的友人，无不为杨乃武无辜受冤而愤慨不已。杨淑贞和杨詹氏更是想尽办法，到处找门路为杨乃武鸣冤，试图为其翻案。
一次次复查，一次次酷刑！一次次死去活来，一次次屈打成招！一次次翻案！
他们并不是没有遇到过希望。大清官员不乏明察秋毫之人，在案件逐级上递的过程中，不少官员都看出了案卷的疑点和漏洞。杨乃武和小白菜几次见到了翻案的曙光。但随着陈鲁后台浙江巡抚杨昌濬登台，这些官员感受到了巨大压力。在维护正义和为了正义可能付出的代价之间，他们选择了沉默或者放弃，甚至和罪恶同流合污。希望一次次点燃，又一次次熄灭。在杨乃武和小白菜的冤案中，一拨又一拨官员粉墨登场，他们或明哲保身，或心狠手辣，将人心中仅存的一丝善意，在官场的残酷权力争斗中粉碎殆尽。
能与罪恶和欲念战斗到底的，是亲情、友情，还有对正义不灭的坚持。为了翻案杨家两妇人几番上京，杨淑贞更是只身一人独闯都察院，不惜身滚钉板，求得为弟弟鸣冤的机会。案件逐渐引起世人关注，甚至外国媒体的曝光，终于上达天听，惊动了大清王朝的掌权人物慈禧。
深谙政治斗争之道的慈禧，意识到重审此案是铲除异己和树立形象的绝好机会，于是讽刺的事发生了，官场斗争的牺牲品竟然因为大清朝最大的政治人物需要，而获得了冤情昭雪的命运转机。
在众目睽睽之下，案件由三法司共同开审，杨乃武与小白菜走到了大清朝万千民众的目光之下，而这次的终审结果，关系的不仅是他们两人的生死，更有数十顶大红顶戴，几十位官员未来的命运。
这是一场容不得半点瑕疵的审判，只要有一点疑问就会牵一发动全身，引发政治派系角斗，令整个大清官场为之震动。而让主审官员们苦恼的是，到底毒死葛品连的砒霜来自何处？
传奇仵作宋小七出现在会审大堂，用一部《洗冤集录》，澄清了本案中最大的破绽——葛品连因病而亡，根本不曾中毒。这桩牵连百人，时长数年的惊天大案，从头到尾只是个不该存在的案件。
冤情终于昭雪，正义最终获得了胜利。杨乃武和小白菜的坚持得到了苍天回应。故事由两人而生，而他们并不是故事的主角，那些轮流登场的人物在这出戏里书写了各自应有的结局。小小一桩悬案，最后撼动大清半壁江山，杨毕之案，看似考智慧，实则验人心。