马员外的大娘子是一个酷爱打扮，行为放荡的女人，虽长得相貌丑陋，但化妆打扮过后，也有几分妖艳。她瞒着马员外，与衙门里一个姓赵的令史有了苟且之事。赵令史也是一个风流人物，那一日被马员外请到家里吃酒，偶然看见了他的大娘子，岂知王八看绿豆，两人就对上眼了。大娘子一心想和赵令史做个长远夫妻，所以整日计谋除掉马员外。张海棠嫁到马家后，与马员外也还恩爱，与大娘子相处还算平和，日子过得清净舒心。不久给马家生了一个儿子，取名叫寿郎。一转眼五年过去了，如今儿子五岁了，海棠母亲也亡故了。
这天，大娘子又把赵令史叫来，密谋毒死马员外，好做个长久夫妻。赵令史早就有此意，两人一拍即合，赵令史把早已准备好的毒药拿给了大娘子，大娘子把毒藏好，等待机会下药。忽想起今日是寿郎孩儿的五岁生日，忙领上孩子和员外到各寺院去烧香拜佛。留海棠在家操持饭菜。海棠在家等得心急便到门前探望，不想碰到了哥哥张林。张林自从离开家后，没寻到舅舅，却跟一个道士出去云游，途中盘缠用尽，还得了病，典当了衣服才走回家来。见家中母亲亡故了，居房也没了，不知该怎么办。听说妹妹嫁给了马员外，家中有些钱财，便想来借点使用。可巧见到了站在门口的妹妹。海棠见哥哥衣衫褴褛地前来借钱，对其奚落一番，以解当年的心头之气。张林惭愧难当，希望妹妹能不计前嫌，借给自己一些银两，好谋个生计。海棠在家里并没有掌管家计，都是马员外与大娘子做主，所以不敢私自给哥哥钱财，奉劝哥哥回去，不要再来。张林不肯回去，站在门口指望马员外来了能给些情面，借给自己一些。海棠退回家中，不再出来。
恰巧大娘子从寺庙里先回来了，见一人站在门口，问后知是海棠的哥哥，告诉他自己是马员外的大娘子。张林说明来意，大娘子说家中财产都是海棠掌管，自己做不得主。她责怪海棠太绝情，答应回家帮着向海棠讨一些来。张林心想：真是一个贤惠的夫人。大娘子进入家中，让海棠把衣服头面送给哥哥，海棠说那是员外给的，怎么敢给哥哥。大娘子说员外问起，她会担待着，让海棠赶快解下送给哥哥。海棠见大娘子许诺，忙解下自己的衣服头面要去送给哥哥。大娘子忙拿过来自己去送。大娘子来到门外，说海棠放着许多衣服头面，一些不肯给。这几领衣服，几件头面，都是爹娘给自己的陪嫁，拿来送给舅舅。张林感谢大娘子救助之恩，怨恨妹妹太狠心，不顾念一点手足之情。他拿走衣服头面，兑换了一些银两，去做了开封府公人。
马员外回到家中，见海棠的衣服头面不见了，问其原因。大娘子说：“今日我和员外去烧香，海棠在家中把衣服头面都给奸夫拿去了，她正要另寻其他衣服头面，被我先回来撞见了，是我不许她再穿衣服，重戴头面，只等员外回来，教训她一番。”马员外一听火冒三丈，叫出海棠来便毒打一顿，对海棠的解释丝毫不听，海棠只有忍气吞声。马员外气得心慌，想喝碗汤，大娘子便让海棠去做汤。海棠做好端给大娘子，大娘子试尝说汤少盐，便让海棠去取，这时大娘子瞅准时机，把毒药撒在碗里。海棠取盐回来，便让海棠去端给马员外喝，马员外喝了汤，立刻毒发身亡。大娘子见员外已死，便草草埋葬，用告官来威胁海棠，让其留下孩子，离开马家。海棠知自己是被冤屈，便同她对簿公堂。
郑州太守苏顺是一个只认钱财不认人的贪官，百姓们非常厌恶他，为他起个绰号，叫做模棱手。这次有苏模棱来审理海棠一案，大娘子恶人先告状，告海棠毒死丈夫马员外，又要霸占她的孩儿。海棠告大娘子两面三刀，诬陷自己，孩子是自己生的，不是大娘子的。苏模棱叫街坊邻居来作证，街坊邻居都说孩子是大娘子的，苏模棱便将海棠乱棍毒打一顿。海棠不知这太守苏模棱早已被赵令史买通，街坊邻居也被大娘子拿钱打点好。海棠经不住三番五次的拷打，便画了押认了罪。苏模棱派了两个解子，押海棠去开封府定罪。
去开封府的路上，大雪纷飞，海棠带着沉重的枷锁，行动更是缓慢，两个解子便不停地呵斥、催打，海棠痛苦不堪。张林去了开封府后，做了开封府五衙都首领，今有公事在身，从此路过，恰巧遇到了妹妹张海棠，海棠认出哥哥，忙拼命大叫道：“哥哥救救我。”张林不理，继续赶路。海棠追上，扯住哥哥衣服说道：“哥哥，你妹子这场天来大祸，都在这衣服头面上起的。你妹子当初不敢将衣服头面给你做盘缠使用，也是怕那妇人。岂知她让我解下来自己给哥哥拿去，待员外回来时，却说我养着奸夫，将衣服头面都送奸夫了，气得员外毒打我，她又用毒药暗地谋死员外，倒把你妹子拖到官府，定个药杀亲夫、混赖孩儿的罪名。你妹妹冤枉啊！”张林知道真相，才知错怪了妹妹，见妹妹冻得厉害，便带妹妹到路边的酒店吃杯酒。张林告诉妹妹不必担心，自己会帮她洗脱冤屈。
赵令史知海棠要被押往开封，便买通两个押解的公差，让他们不必远去，找个偏僻处弄死海棠便来回话。等了好长时间没来回话，担心事有可疑，便和大娘子亲自去开封打探一遭。走到半路见到一酒店，也进去取暖，被海棠一眼认出，张林出手敏捷，将这对奸夫淫妇捉拿在手，两个公差也被打倒在地。张林护着妹妹，扭带着其他四人赶往开封府。
开封府尹包待制，办案清正严明，刚正不阿，皇帝赐他势剑金牌，令其体察贪官污吏，与百姓申冤理枉，容他先斩后奏。为此权豪势要之家，闻他之名，尽皆敛手；凶暴奸邪之辈，见他之影，无不寒心。人们尊称他“包青天”。张林就在他手下当差。这日包大人见郑州申文，说一妇人唤做张海棠，因奸药死丈夫，强夺正妻所生之子，混赖家私，此系十恶大罪，决不待时。包大人想，药死丈夫，恶妇人也，常有这事。只是强夺正妻所生之子，儿子怎么好强夺的？况奸夫又无指实，恐其中藏有冤枉。包大人便暗地吊取原告，并让证人到来，重新审理。
张林一班人来到开封，忙到公堂听审，包大人已等候多时。张林安慰妹妹，不用害怕，包大人会给翻案的。包大人威严地坐在高堂之上，问海棠道：“张海棠，你怎么因奸药杀丈夫，强夺正妻所生之子，混赖他家私，你逐一从头诉与老夫听。”张林跪下忙替妹妹回答道：“禀大人，这张海棠并无奸夫，他不曾药杀丈夫，也不曾强夺孩儿，也不曾混赖家私。都是马家大娘子养下奸夫赵令史，告官时又是赵令史掌案，其实是屈打成招的。”包大人呵斥张林，怪他乱讲话，要拿下杖打三十。张林说怕妹妹胆怯，说不出真情，自己替他代诉。包大人念他兄妹之情，不再追究。对海棠说：“你只管细细说实话，老夫与你做主。”海棠哭泣着向包大人讲述了整个事件。包大人听后沉思片刻，让下人张千取石灰来，在阶下画个栏儿。把那孩儿放在栏内，让两个女人拽，说道：“若是她亲养的孩儿，便拽得出来；不是她亲养的孩儿，便拽不出来。”两个女人便去抢那孩子，孩子不是大娘子亲生的，大娘子便生拉硬扯。张海棠十月怀胎，一朝分娩，见孩子痛苦，心如刀绞，便撒手放弃，大哭不止。包大人见后微微一笑，说道：“老夫已知真相，奸夫淫妇还不认罪？”大娘子一伙面如死灰，只得跪地求饶。包大人道：“一行人听我下断，郑州太守苏顺，贪污受贿，革去冠带为民，永不叙用。街坊老娘人等，作伪证各杖八十，押解人员受财，杖一百，发配充军。奸夫淫妇，用毒药谋死马均卿，强夺孩儿，混赖家私，凌迟处死，各剐一百二十刀处死。所有家财，都付张海棠掌管。孩儿寿郎，归其抚养。张林与妹回家，免其差役。”从此，包青天智勘灰阑记的故事广泛流传。