狄仁杰年轻时参加科举，以明经及第，授汴州判佐，后得到河南道黜陟使阎立本的推荐，升任并州都督府法曹。
仪凤年间，狄仁杰升任大理寺寺丞。他在一年内判决大量积压案件，涉及一万七千人，却无一人冤诉，后改任侍御史。
调露元年（679年），狄仁杰改任度支郎中，并加朝散大夫，后随唐高宗巡幸汾阳宫（在今山西静乐），充任知顿使。
垂拱二年（686年），狄仁杰被外放为宁州刺史。任内妥善处理民族关系，深受爱戴。宁州百姓立碑勒石，以颂扬他的德政。当时，御史郭翰巡察陇右，弹劾了大批州县官吏。但当他到达宁州（治今甘肃宁县）境内后，却不断听到当地百姓称颂刺史，因而向朝廷推荐狄仁杰。不久，狄仁杰被征拜为冬官侍郎。
垂拱四年（688年），狄仁杰充任江南巡抚使。当时，江南之地遍布淫祠（指民间自行设立、不在祀典的祠庙）。狄仁杰奏知朝廷，焚毁淫祠一千七百余所，只留下四所祠庙，以供奉夏禹、太伯、季札、伍员。不久，狄仁杰又改任文昌右丞。
同年九月，狄仁杰出任豫州刺史。当时，越王李贞在豫州（治今河南汝南）起兵反抗武则天。宰相张光辅率军讨平叛乱，但却纵容部将大肆勒索。狄仁杰一概不予听从，还正言斥责张光辅，称其之罪甚于李贞。张光辅怀恨在心，便于回朝后弹劾狄仁杰出言不逊，侮辱宰相。狄仁杰因此被贬为复州刺史。
天授二年（691年）九月，狄仁杰由洛州司马升任地官侍郎，代理尚书事务，并加授同凤阁鸾台平章事，成为宰相。武则天对他道：“你在汝南为官时有良好的政绩，但却有人在中伤你，你可知道是谁吗？”狄仁杰答道：“如果陛下认为臣做错了，臣当改过；如果陛下明白臣并无过错，这是臣的幸运。臣不想知道中伤我的人是谁，还会把他视为我的朋友。”武则天叹服。
长寿元年（692年）正月，酷吏来俊臣诬告狄仁杰等大臣谋反，将他们逮捕下狱。当时律法规定，一经审问即承认谋反的人可以减免死罪。狄仁杰当场认罪道：“大周革命，万物惟新，唐室旧臣，甘从诛戮，反是实！”来俊臣得到口供，将狄仁杰等人收监，只待来日行刑，不再严加防备。狄仁杰向狱吏借来笔墨，从被子上撕下一块帛，书写冤屈情况，塞在棉衣里，请求送回家中。负责看守的王德寿并未起疑，让人送交给狄仁杰的儿子狄光远。狄光远持帛书向武则天诉冤。
武则天看罢帛书，召来俊臣前来质问。来俊臣辩称：“臣并未对狄仁杰等人用刑，连他们的冠带都未曾剥下，饮食寝宿也一切如常。假如没有谋反的事实，他们如何肯承认谋反？”武则天便派通事舍人周綝到狱中查看。来俊臣先给狄仁杰等人穿戴齐整，然后让周綝入内查看。周綝惧怕来俊臣，只是唯唯诺诺，甚至都没有看狄仁杰等人一眼，便回去向武则天复命。来俊臣还命人假冒狄仁杰等人的名义，伪造《谢死表》，让周綝呈给武则天。
武则天决定亲自过问狄仁杰谋反案。她召见狄仁杰，询问他为何承认谋反。狄仁杰道：“我如果不承认造反，已经死于酷刑了。”武则天又问为何要作《谢死表》，狄仁杰则答称并未写过。武则天便让人拿出《谢死表》，方知道表章是伪造的，因此免去狄仁杰等大臣的死罪，全部贬为地方官。其中，狄仁杰被贬到彭泽，担任泽区令。此后，魏王武承嗣多次请求诛杀狄仁杰，但都被武则天拒绝。
万岁通天元年（696年），契丹首领孙万荣作乱，攻陷冀州，一时间河北震动。武则天为了稳定局势，起用狄仁杰为魏州刺史。当时，前任刺史为了抵御契丹，尽趋百姓入城，缮修守城器具。但狄仁杰到任后，却让百姓返田耕作。孙万荣闻听狄仁杰被起复，不战而退。魏州百姓争相立碑颂德。不久，狄仁杰调任幽州都督，获赐紫袍、龟带。武则天还在紫袍上题写了十二个金字，以表彰狄仁杰的忠诚。
神功元年（697年），狄仁杰再次拜相，担任鸾台侍郎、同凤阁鸾台平章事，加授银青光禄大夫。当时，朝廷征发百姓戍守安西四镇，以致怨声载道。狄仁杰为此上表劝谏，又建议废除安东都护府，复立高氏为高句丽君主，暂停江南粮草运输，抚慰河北百姓。他的建议虽未被朝廷采纳，但却得到了有识之士的赞同。不久，狄仁杰又代理纳言之职，兼任右肃政台御史大夫。
圣历元年（698年），突厥南下骚扰河北，劫掠百姓万余人。武则天任命狄仁杰为河北道行军元帅，征讨突厥，并许以便宜行事之权。突厥军杀尽俘虏，由五回道（在今河北易县西）退回漠北。狄仁杰率十万大军追击，但未能追上，只得退回河北。武则天又任命狄仁杰为河北道安抚大使，让他安抚河北。当时，河北百姓多被突厥胁从，在突厥退军后害怕受到牵连，纷纷逃匿。狄仁杰奏明皇帝，赦免河北诸州百姓，使他们回乡生产。
久视元年（700年），狄仁杰进拜内史，随武则天巡幸三阳宫。当时，文武百官多随驾前往，唯有狄仁杰获赐宅第一所，恩宠冠绝当朝。是年九月，狄仁杰病逝，终年七十一岁。武则天废朝三日，追赠他为文昌右相，赐谥号文惠。
神龙元年（705年），唐中宗复辟，追赠狄仁杰为司空。
景龙四年（710年），唐睿宗继位，追封狄仁杰为梁国公。
天宝六载（747年），狄仁杰与张柬之、魏元忠等八人一同配享太庙，附祭于中宗庙廷。
后晋天福六年（941年），狄仁杰被后晋朝廷追封为太师。
狄仁杰著有文集十卷，《家范》一卷。此外，《全唐诗》、《全唐文》等文集还收录有他的诗词、奏疏、文告等作品。具体详见下表：
狄仁杰诗文作品
诗作 《奉和圣制夏日游石淙山》
奏疏
《奏从越王举兵诖误免死表》
《请拔安东表》
《请罢百姓西戍疏勒等四镇疏》
《请曲赦河北诸州疏》
《谏造大像疏》
《谏杀误斫昭陵柏者疏》
《乞免民租疏》
文告 《檄告西楚霸王文》
《吁神文》
清朝公案小说《狄公案》，原名《武则天四大奇案》，又名《狄梁公全传》、《狄梁公四大奇案》，讲述狄仁杰任昌平县令时平断冤狱及任宰相时整肃朝纲的故事。
荷兰汉学家高罗佩曾根据中国小说创作《大唐狄公案》。
年份 影视类型 剧名/片名 饰演者
1939年 电影 《武则天》 黎明
1963年 电影 《武则天》 陈又新
1984年 电视剧 《武则天》 梁汉威
1985年 电视剧 《一代女皇》 吴风
1986年 电视剧 《一代公主》 吴风
1986年 电视剧 《狄公案》 薛中锐
1986年 电视剧 《狄仁杰断案传奇》 孙承政
1986年 电影 《血溅画屏》 孙重亮
1986年 电视歌仔戏 《薛刚反唐》 张文彬
1995年 电视剧 《武则天》 王冰
1996年 电视剧 《狄仁杰断案传奇第一部》 孙承政
1996年 电视剧 《狄仁杰断案传奇第二部》 马昌钰
1998年 电视剧 《上官婉儿》
不详
1999年 电视剧 《大明宫词》 不详
1999年 电影 《唐朝禁宫秘史》 钟伦理
2002年 电视剧 《护国良相狄仁杰》 寇世勋
2002年 巡礼剧 《狄仁杰公案》 罗嘉良
2003年 电视剧 《至尊红颜》 张明健
2004年 电视剧 《神探狄仁杰》 梁冠华
2004年 电视剧 《龙珠风暴》 陈宝国
2004年 电视剧 《月上江南之狄仁杰洗冤录》 欧阳震华
2006年 电视剧 《无字碑歌》 方旭
2006年 电视剧 《日月凌空》 刘伟明
2006年 电视剧 《大祚荣》 奇元浩
2006年 电视剧 《神探狄仁杰第二部》 梁冠华
2007年 电视剧 《神探狄仁杰第三部》 梁冠华
2008年 动画剧 《少年狄仁杰》 吴晓蕾（配音）
2010年 电视剧 《神断狄仁杰》 梁冠华
2010年 电视剧 《神探狄仁杰前传》 富大龙
2010年 电影 《狄仁杰之通天帝国》 刘德华
2011年 电视剧 《武则天秘史》 陈继铭
2011年 电视剧 《太平公主秘史》 叶新宇
2011年 电视剧 《大唐儒将开漳圣王》 李真奇
2012年 电视剧 《盛世仁杰》 郑则仕
2012年 电视剧 《大唐文宗》 黑子
2013年 电影 《狄仁杰之神都龙王》 赵又廷
2014年 电视剧 《少年神探狄仁杰》 黄宗泽
2015年 网络剧 《名侦探狄仁杰》 小爱
2015年 电视剧 《通天狄仁杰》 任嘉伦
2015年 电视剧 《武媚娘传奇》 徐杰
2015年 网络电影 《武则天降妖记》 肖基国
2015年 电视剧 《隋唐英雄之薛刚反唐》 杨洪武
2016年 电视剧 《神探狄仁杰之琼花金人案》 梁冠华
2017年 网络电影 《大唐狄仁杰之东瀛邪术》 韩承羽
2018年 网络电影 《狄仁杰之轮回图》 王海祥
2018年 电影 《狄仁杰之四大天王》 赵又廷
2018年 电视剧 《秋官课院之狄仁杰浮世传奇》 高旻睿
2019年 网络电影 《狄仁杰之夺命天眼》 陈键锋
2019年 网络电影 《狄仁杰之无头神将》 无
2019年 网络电影 《少年狄仁杰之奇石传说》 无
2019年 网络电影 《少年狄仁杰之通风神猿》 无
狄仁杰的一生，可以说是宦海浮沉；狄仁杰为人正直，疾恶如仇，把孝、忠、廉称之为大义。狄仁杰作为一个封建统治阶级中杰出的政治家，每任一职，都心系民生，政绩卓著。身居宰相之位后，辅国安邦，对武则天弊政多所匡正；狄仁杰在上承贞观之治，下启开元盛世的武则天时代，作出了卓越的贡献。
唐代
阎立本：仲尼云：“观过知仁矣。”足下可谓“海曲之明珠，东南之遗宝”。
蔺仁基：狄公之贤，北斗以南，一人而已。
武则天：地华簪组，材标栋干。城府凝深，宫墙峻邈。有八龙之艺术，兼三冬之文史。雅达政方，早膺朝寄。出移节传，播良守之风；入践台阁，得名臣之体。岂惟怀道佐明，见期于管乐；故以谒诚匡主，思致于尧舜。九重肃侍，则深陈可否；百辟在庭，则显言得失。虽从容顾问，礼被于皇闱，而基酌轻重，事隆于紫诰。（《授狄仁杰内史制》）
宁原悌：自天授以来，二十余载，周兴、来俊臣等，谮害忠良，壅蔽正直，先皇旧臣，夷灭殆尽，唯有狄仁杰、魏元忠尚存。仁杰等处先帝之朝，犹为小吏。及周室之际，实谓忠臣，或树绩当时，徇身王室。
张鷟：粗览经史，薄闲文华，箴规切谏有古人之风，剪伐淫祠有烈士之操。心神耿直。涅而不淄。胆气坚刚。明而能断。晚途钱癖，和峤之徒与。
高适：梁公乃贞固，勋烈垂竹帛。昌言太后朝，潜运储君策。待贤开相府，共理登方伯。至今青云人，犹是门下客。（诗作《三君咏·狄梁公》）
杜甫：狄公执政在末年，浊河终不污清济。国嗣初将付诸武，公独廷诤守丹陛。禁中决册请房陵，前朝长老皆流涕。太宗社稷一朝正，汉官威仪重昭洗。（诗作《狄明府》）
令狐楚：洪惟昊穹，降鉴储祉，诞生仁杰，保佑中宗，使绝维更张，明辟乃复。
冯宿：后不可以独临，必诞生岳灵，扶既倾，系将绝，兹梁国狄公是已，兴于天授之朝，蕴深谋，奋奇节也。（《魏府狄梁公祠堂碑》）
