东南沿海一带常有倭寇海盗侵掠，朝廷任用了一名号称杜先生的中年老妇清剿水匪，但湖寇江贼等被渐渐平定后，一个更厉害的海盗史天王却告崛起。流寇史天王声称，只有将朝廷特使的女儿玉剑公主嫁给他才能作为休战的条件。楚留香由于偶然的机会搭救了玉剑公主的生父，而介入此事。而杜先生这边，则指定要胡铁花护卫新月公主到贼窟。
面摊上，花姑妈找来黄病夫、黑竹竿、袁蕾等人刺杀史天王。焦林托付楚留香寻找自己未见过面的女儿，他只知道女儿身上有一块新月形的胎记。楚留香接到胡铁花遇险的暗号，去树屋寻找胡铁花。树屋中，胡铁花中了四个女人的迷药，可惜她们的布局被楚留香识破，四人逃脱。胡铁花受到邀请护送玉剑公主与史天王成亲，楚留香决定易容跟随。
楚留香在客栈中发现了女忍者樱子，薛穿心向樱子讨要箱子里的女人，谁知箱子被楚留香捷足先登带走，箱子里竟然是焦林的女儿。楚留香将箱子交给万胜镖局的何玉林保管，自己去寻找胡铁花。见胡铁花脱险，楚留香再回去寻找何玉林的时候，找到的只有一地的尸体和坐在箱子上的薛穿心。
楚留香来到玉剑山庄，没想到杜先生竟然是个女人，随后得知玉剑公主不仅是焦林的女儿，也是杜先生的女儿，杜先生是焦林以前的妻子。原来东南沿海一带常有倭寇海盗侵掠骚扰，朝廷派出特使以江湖人的身份，联络四方豪杰，来对付流寇，特使的的女儿也被册封为公主，杜先生就是这样一位。杜先生肃清岸边，史天王称霸海上，两人势同水火。倭寇也希望两方火拼，坐收渔利。胡铁花意识到楚留香想一个人去对付史天王。
楚留香遭到忍者春雷伊次的刺杀，他以不变应万变，迫使春雷伊次对抗失败后自杀。石田斋用金钱引诱楚留香去杀史天王，但遭到了楚留香的拒绝。在与樱子的交谈中，楚留香得知史天王抢走了石田斋的爱妾，所以樱子才会去偷史天王的玉剑公主。樱子假扮公主的侍女香儿，将公主带出了玉剑山庄。白云生用楚留香的旧相识为诱饵，带楚留香见史天王。
二将军豹姬因怕玉剑公主夺宠，派出田田四人刺杀保护公主的胡铁花，而史天王派来保护公主的白云生也受到了暗算。豹姬让楚留香在财宝、食物和水、白云生这三者之间选一种，楚留香出乎意料的选择了奄奄一息的白云生。楚留香成功来到了史天王所在的渔村。谁知史天王竟然是七个一模一样的人，就连楚留香也没有下手的机会。史天王和玉剑公主的婚礼如期举行了，在海边的渔村里，楚留香得知玉剑公主已经割下了史天王的首级！楚留香恍然大悟，能刺杀史天王的只有史天王的妻子，这才是玉剑公主为什么一定要嫁给史天王的真正目的。
聪明的楚留香遇到了一件平生从未遇到过的，最荒唐、最离奇、最神秘、也最可怖的事。他从来也不信世上竟真有这种事发生。原来两对武林世家恋人为逃避父母的逼婚，假装彼此之间在大病一场后换了灵魂，以求和相爱的人在一起。楚留香在最后搞清楚了一切，并给予她们祝福。剧中东方的“借尸还魂术”与西方的现代侦破术很奇绝地结合在一起，看似扑朔迷离，波澜起伏，其实只不过是人性自然的渴求。几对男女青年对爱情婚姻的主动争取，很有反封建的气息，楚留香在此，倒像是牵了红线的“月老”。
楚留香探视好友左轻侯，得知左轻侯女儿左明珠病重，甚至连神医张简斋都无法治愈。不久左明珠不治身亡，左轻侯伤心欲绝。然而当晚左明珠突然复活，复活的左明珠自称是金弓夫人的女儿，还能使用金弓夫人的家传武功“小鹰爪功”。
在施家庄楚留香发现施茵刚刚过世，她闺房里的陈设居然和左明珠描述的一模一样。楚留香不慎被花金弓和薛红红发现，被误认是勾引施茵的叶盛兰。薛衣人邀请楚留香参观自己的剑室，楚留香透露自己的来意是追查几年前出现的职业刺客，怀疑到如今还逍遥法外的首领就是薛衣人。
石秀云为姐姐复仇寻找机会刺杀薛斌，只因姐姐临死前薛斌经常前来探听消息。巧合的是，石凤云的死亡时间和施茵、左明珠的死亡时间相差无几，而且第二天就匆匆下葬，经手之人是石秀云的二叔。在石凤云的墓前，一个少年正披麻戴孝的跪在墓前哭泣，此人竟是薛斌的书童倚剑，原来石凤云的真正爱人居然是倚剑。
黑衣人突然出现刺伤楚留香，楚留香用花粉冒充销魂香骗过黑衣人，自己却身受重伤，被经过此处的两个小叫花所救。楚留香让丐帮替他查找叶盛兰的下落。三更时分，楚留香掘开石凤云的坟墓发现里面居然是空的。
石秀云发现躺在施茵棺材里的人竟然是自己的姐姐，正是她的二叔用姐姐的尸体顶替了施茵。在青衣巷中，叶盛兰和施茵被楚留香制住，原来施茵为了逃避与薛家庄二公子的婚约，用石凤云的尸体伪装诈死，并且在梁妈的帮助下私奔。
楚留香意外发现薛笑人装疯，并且是天下第一号的冷血杀手。薛笑人原形毕露，恼羞成怒向楚留香出手。薛衣人突然出现，承认自己是刺客组织的首领，只因自己隐退江湖，需要分外之财维持生计。薛笑人为了维护哥哥自杀身亡。
楚留香带左明珠来到薛笑人以前练功的小木屋，与早已等候在此的薛斌相见。小秃子认出薛斌和左明珠曾经在此相会，并给过他银子。左明珠抵死不认，颜面逃出却遇到了真正的施茵。真相大白，为了逃避婚约与爱人私奔，薛斌找来石凤云的尸体冒充施茵，施茵与叶盛兰逃出。而左明珠则假装施茵，在神医张简斋的帮助下成功逃婚。楚留香揭破了秘密，成全了两对有情人。楚留香和石秀云相爱，但最终以石秀云的离开而告终。
楚留香和胡铁花跟踪华山派枯梅大师座船，却在江中遭遇暗算，少年丁峰与枯梅大师同船离去。“快网”张三盗走了金灵芝头上的珍珠，引来金灵芝追杀。打斗中，金灵芝竟然使出华山派的不传之秘“清风十三式”剑法。丁峰武功奇高，身兼多家绝世武功，却偏偏指鹿为马，为金灵芝解围，将“清风十三式”说成是峨嵋派的“柳絮剑法”，而金灵芝似乎对丁峰心有忌惮，这一切都令楚留香非常好奇。
几名凤尾帮的人就被人杀死。经过勘查，胡铁花认为几个帮众是被武威扬的强弓杀死。楚留香却明察秋毫，认定是有人刻意栽赃给凤尾帮帮主武威扬，而武威扬势必已遭人毒手，幕后之人只是需要楚留香等人证明武威扬还活着，此人心机深沉，手段毒辣，让人咋舌。
楚留香、胡铁花来到三和楼上，被楚留香认定已死的武威扬竟然也在场。神龙帮帮主云从龙与武威扬动手打斗，被当场杀死。神龙帮属下遵守帮主遗愿，当众宣读书信，信中内容竟是将两帮合并，奉武威扬为帮主。
大船之上，众人一起出海寻找销金窟，相貌丑陋的英万里也带着徒弟白蜡烛同行。货仓里摆放着六口棺材，竟然是在航行前被人神不知鬼不觉的摆放进来的，寓意船上十人中有八人必死。甲板上掌舵的向飞天人已不见，只剩下一滩血迹。翌日，海阔天失踪，六个水手也一一中朱砂掌离奇死亡，众人追查多时仍然无果。英万里、勾子长借敬酒缓和气氛，没想到丁峰喝完酒后竟然中毒身亡。众人急着推托之际，楚留香道出毒药是涂抹在酒杯上的。当胡铁花认为凶手是英万里时，英万里亮出自己的真正身份，白衣神耳，天下第一名捕“神鹰”英万里，勾子长才是真正的江洋大盗。楚留香发现一条密道直通货舱，里面丁峰的棺材中空空如也，他是喝了“逃情”酒诈死的。旁边的其他棺材上已经刻上了这些人的名字，楚留香断定勾子长和丁峰是串通好的。此时船上的水箱已经被人捅破，丁峰想将众人渴死。勾子长留下的箱子令人疑惑，谁知里面竟有炸药，将船炸毁，六人只能一人坐在一口棺材中逃生。
根据楚留香的判断，六人流落在一个小岛上。楚留香等人推断出丁峰杀死海阔天的原因，是要借助他的船只。而统一两帮的武威扬也只是一个易容的假货，云从龙在临死前已经给过暗示。真正的武威扬和云从龙一起，都被杀死了，长江流域从此尽在丁峰的掌握之中。云从龙留下的地图被金灵芝识破，那是销金窟的地图，销金窟又被称作蝙蝠岛。
楚留香在经历过这一系列莫名其妙的事情之后，前往蝙蝠岛寻找答案。谁知阴谋中更有阴谋，黑幕后更有黑幕，重重迷雾背后的真相被楚留香等人逐渐揭开……原来无争山庄少庄主原随云自幼聪明好学，资质颇佳，可惜因病双目失明，于是为了搜刮财富，在蝙蝠岛上设立一处买卖场所，专门经营江湖上买不到的各种商品。这里没有奇珍异宝，没有酒池肉林，但是却有比这些都珍贵的东西。为了保证交易的秘密进行，山洞里不允许有一点火光，这无疑对自幼失明的“蝙蝠公子”原随云有利，但是事有不巧，此事被楚留香探知了线索，于是和胡铁花等好友来到蝙蝠岛，揭穿了原随云的真面目。原随云武功奇高，本可杀死楚留香等人，但是其情人金灵芝喜欢上了胡铁花，因此为保众人安全，金灵芝设计与原随云同归于尽，诡异的蝙蝠岛从此不复存在。
武林中有一个神秘家族，无人知道他们来自何方。他们信奉一种神怪宗教，被选中的女子作为圣女，必须为家族和宗教献身，不能再有凡人生活。
万福万寿园内恰逢金老太寿诞，胡铁花喝的酩酊大醉，楚留香为艾青解围。为了感谢楚留香的相救，艾青约楚留香三更见面，给他五百两银子。此时假山后面走出一女，名叫张洁洁。在小酒铺中，楚留香被冒充艾青妹妹的艾虹刺杀。三更时分，楚留香在万福万寿园的后花园见到的不是艾青，而是张洁洁。张洁洁为他指点艾青的位置，并提醒他注意耳环。艾青要杀楚留香，却又心生不忍。一只手出现在窗口，楚留香追出后意识到自己中计，返回屋内发现艾青失踪，还留下了一只断手。
楚留香频遭暗算，秤公坨婆、卜担夫父女、酒馆老板娘，都被楚留香一一化解。张洁洁带楚留香寻找神秘手臂的主人，楚留香进入一处高墙，来到金姑娘的房间，金姑娘承认自己是袭击楚留香的幕后指使者。屋外突然敲响一阵锣声，房间被金四爷包围。金四爷正是金小姐的父亲，楚留香称自己中了他人的圈套。金四爷不信，与楚留香交手，却不能奈何楚留香分毫。金四爷坦言自己的女儿即将死去，她的病只有成亲之后才能治好。
张洁洁意外离开，楚留香四处寻找未果。正当楚留香无计可施之时，意外出现了一位黑衣老妪。当她得知楚留香寻找张洁洁的决心之后，指点楚留香到山洞中的麻衣教圣坛寻找。
楚留香被带到圣坛，为他指点迷津的黑衣老妪竟然在这里出现。在关键时刻，楚留香解开穴道，掀起麻衣教神女的面具，发现圣女居然是他朝思暮想的张洁洁。原来黑衣老妪是张洁洁的母亲，之前所有的一切都是她的安排。根据麻衣教的教规，作为圣女的张洁洁没有恋爱结婚的权利，为了避免自己的女儿走上上一代圣女寂寞发疯的老路，黑衣老妪看中了楚留香，用美人计一步步“请君入瓮”，设计使楚留香与张洁洁相爱，并让楚留香在神坛上揭下神的面具，从而得到族人的认可。一个月后张洁洁怀孕，楚留香为了带妻儿离开死气沉沉的山洞，毅然走上了天梯。
楚留香的性格对新鲜、危险、刺激的东西总是最感兴趣的，他虽交了桃花运，但也因此而屡遭劫杀。真情、假爱、柔情、罗网，这一切都使楚留香难以自拔。这一次楚留香更像“凡人”而非“英雄”，他谈了一次真正的恋爱，不但恋爱，甚至还结了婚，有了后代。
《桃花传奇》的桃花，指的是笑容灿烂如桃花的张洁洁，同时又隐喻着楚留香的桃花运，以及他们的恋爱故事这场桃花劫。三个层次的桃花意象依序展开，在楚留香为情憔悴，以及两人最后生离死别时分别达到两个高潮。
张智尧 饰 楚留香
配音 张震
樊少皇 饰 胡铁花
配音 陈浩
夏清 饰 张洁洁
配音 季冠霖
金巧巧 饰 艾青
配音 金雁
李欣 饰 艾红
配音 纪元
石兰 饰 老板娘
配音 金雁
张达明 饰 卜担夫
配音 商虹
张光北 饰 麻冠老人
配音 商虹
秦丽 饰 高亚男
戴春荣 饰 砣婆
配音 金雁
舒耀宣 饰 秤公
佟凡 饰 金四爷
宁檬 饰 卜阿娟
配音 张凯
赵越 饰 黑衣老妪
配音 李世荣
陈炜 饰 麻衣老妪
刘德凯 饰 薛衣人
配音 宣晓鸣
杨立新 饰 左轻侯
配音 赵述仁
傅艺伟 饰 花金弓
配音 金雁
黄娟 饰 石绣云
配音 季冠霖
海波 饰 焦林
配音 商虹
刘雨鑫 饰 左明珠
配音 张凯
柏青 饰 梁妈
赵亮 饰 薛笑人
张海燕 饰 薛红红
配音 纪元
宋珊珊 饰 施茵
配音 纪元
薛俨 饰 小秃子
配音 商虹
唐宁 饰 小麻子
李昊臻 饰 白云生
刘佩琦 饰 石田斋
茹萍 饰 杜先生
史可 饰 花菇妈
配音 史可
李宛仪 饰 田田
配音 季冠霖
陈美行 饰 青青
张艺霖 饰 樱子
配音 季冠霖
许凝 饰 薛穿心
配音 张杰
高照 饰 黑竹竿
唐文龙 饰 原随云
夏一瑶 饰 金灵芝
配音 李世荣
肖剑 饰 张三
邵路雅 饰 东三娘
卢杉 饰 华真真
许瑶璇 饰 芊芊
出品人 董永翔、晓慧
制作人 晓惠
监制 晓慧、张智尧、金洪跃
原著 古龙
导演 张敏
编剧 张晓钢
摄影 范钦悦、陶正扬
配乐 郝一钢、邓少林
剪辑 苏天恩
道具 黎云
配音导演 程寅
美术设计 刘永生
动作指导 孙梦飞、黄兴倍
服装设计 刘淑霞
视觉特效 曲冲
灯光 郑宝健
楚留香
演员 张智尧
配音 张震
江湖中人尊称他“盗帅”、“香帅”。他为人风流倜傥，足智多谋，观察入微，善良多情。尤其轻功高绝，世上无人可及。后人评曰：“盗帅夜留香，威名震八方，尊其为“香神”。
胡铁花
演员 樊少皇
配音 陈浩
盗帅楚留香的好友，喜欢学楚留香摸鼻子，他常称香帅“老臭虫”。胡铁花和楚留香一样，喜欢打抱不平，喝酒、女人；问题是他喜欢的女人，却都不喜欢他，而喜欢他的高亚男，他却总是逃避。
张洁洁
演员 夏清
配音 季冠霖
桃花传奇中，麻衣教圣女。在与楚留香一起经历过程中渐生情愫，最终忍痛将楚留香送出麻衣教。
卜担夫
演员 张达明
配音 商虹
桃花传奇中，金四爷聘请的杀手，假扮卜阿娟的丈夫。孙不空，人称‘七十一变’，诡计多端，是下五门的第一高手，擅长机关制作。
薛衣人
演员 刘德凯
配音 宣晓鸣
鬼恋传奇中，薛家庄主人。名满天下的第一剑客，武功出神入化。与掷杯山庄世代为仇。
薛笑人
演员 赵亮
鬼恋传奇中，薛衣人的弟弟。心胸狭隘，一直被其大哥的威名所压，遂装疯卖傻，暗中却是杀手组织的首领。
类别 曲目 作词 作曲 演唱
片头曲 香帅传奇 北河三 北河三 张智尧&崔子格
插曲 问情诗 崔恕 崔岩 张智尧&许慧欣
片尾曲 朋友对手 崔恕 赖伟锋 张智尧&樊少皇
片尾曲 美人香 岳熹 康小白 许慧欣
秦丽在剧中有大量动作戏，这对一直演文戏的秦丽来说是不小的挑战，实际拍摄中，秦丽坚持所有的动作戏都亲自完成，坚决不用替身，零下6度的海边吊威亚也是亲自上阵，完成飘飞动作。
樊少皇和秦丽是戏里的冤家，但是戏外俩个人是非常要好的朋友。
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