古天樂飾演一位不會武功，醉心發明的科學狂人－靈靈狗。大內密探世世代代負責保護皇帝，共有十二人，各以十二生肖命名，個個身懷絕技，尤以靈靈虎（佟大為 飾）和靈靈豬（林子聰 飾）武功最為出色。

十二人中唯獨靈靈狗（古天樂 飾）無心學武，只醉心科技及發明。他的未婚妻梅希望（徐熙媛 飾），未來岳丈梅大俠（梁家仁 飾）及岳母林美人（苑瓊丹 飾）亦無奈之何！大太監曹仁超（樊少皇 飾）武功卓越，但玩忽職守，殘害忠良。袁若男（劉洋 飾）父親給曹仁超害死，她女扮男裝，誓報父仇。

適逢皇上（劉儀偉 飾）及西宮娘娘（吳君如 飾）要為嬌豔欲滴的彩雲公主（宋佳 飾）挑選「十全駙馬」，曹仁超遂派遣手下應徵，趁機謀朝篡位！靈靈狗、梅希望及若男等洞悉曹的陰謀，全力破壞。曹一計不成，二計又生，設計刺殺皇上。正、邪兩幫遂展開一場大決戰…。

《大內密探靈靈狗》圍繞著皇上邀請各國王子比武招駙馬的比賽，展現了各派邪惡勢力企圖趁機造反的陰謀計畫，和以靈靈狗為主的大內密探們機智英勇地保衛皇上，挫敗邪惡陰謀的故事。其中穿插了靈靈狗與未婚妻梅希望之間的許多陰差陽錯的誤會與笑話，以及一連串令人捧腹爆笑的喜劇故事。古天樂所飾演的靈靈狗卻對自己的發明沒信心，不過呆頭呆腦的他卻誤打誤撞地在一場錯綜複雜的宮廷鬥爭中取得了最終的勝利。

除此之外，《大內密探靈靈狗》不但顛覆了王晶以往的導演風格，而且還融入了其他大量電影的經典橋段。開篇眾低胸豐滿的宮女更衣打扮、大S扮演的野蠻女友，小宋佳化身的白雪公主和古天樂發明的金鋼甲等故事情節，都模仿融入了《滿城盡帶黃金甲》、《我的野蠻女友》、《白雪公主》、《鋼鐵人》等影片的經典橋段。