传说中的包公最辉煌的功绩是审出了发生在宫中的一件大案——狸猫换太子案，替宋仁宗皇帝找回了自己的亲生母亲。
〈三侠五义〉中用了好几个回目大肆渲染了这件事。那是宋真宗第一个皇后死后的事情。当时，刘妃和李妃都怀了孕，很显然，谁生了儿子，谁就有可能立为正宫。
刘妃久怀嫉妒之心，唯恐李妃生了儿子被立为皇后，于是与宫中总管郭槐定计，在接生婆尤氏的配合下，乘李妃分娩时由于血晕而人事不知之机，将一狸猫剥去皮毛，血淋淋，光油油地换走了刚出世的太子。刘妃命宫女寇珠勒死太子，寇珠于心不忍，暗中将太子交宦官陈林，陈林将太子装在提盒中送至八贤王处抚养。
再说真宗看到被剥了皮的狸猫，以为李妃产下了一个妖物，乃将其贬入冷宫。不久，刘妃临产，生了个儿子，被立为太子。刘妃也被册立为皇后。谁知六年后，刘后之子病夭。真宗再无子嗣，就将其皇兄八贤王之子（实为当年被换走的皇子）收为义子，并立为太子。
一日，太子在冷宫与生母李妃见了面，母子天性，两人都面带泪痕。刘后得知后，拷问寇珠，寇珠触阶而死。因此，刘后在真宗面前进谗言，真宗下旨将李妃赐死。
小太监余忠情愿替李妃殉难，放出李妃。另一太监秦凤将李妃接出，送往陈州，秦凤也自焚而死。李妃在陈州无法生活，只落得住破窑、靠乞食为生。
幸亏包拯在陈州放粮，得知真情，与李妃假认作母子，将李妃带回开封。此时，真宗早已死去，李妃的儿子已经做了皇帝，史称宋仁宗。包拯又趁进宫向仁宗狄皇后贺寿之机，将李妃带进宫中，李妃才得以与自己的亲生儿子仁宗见面，并道出了真相。后来，包公又设计让郭槐供出真相。已做了太后的刘氏知道阴谋败露，惊厥而死。
由于包拯在这一案中立了大功，被仁宗任为首相。整个故事生动曲折，有头有尾，于是有人把它编成戏剧，搬上舞台，在社会上造成很大影响。
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史料记载
之所以出现狸猫换太子这个故事，就是因为历史上仁宗确有认母一事。据历史记载，宋仁宗既非皇后所生，也非皇妃之子，而是侍奉真宗刘德妃的宫女李氏所生。
仁宗生下后，刘德妃将其收为己子，亲加抚养，后来在年幼时即继了皇位。这样，刘德妃就成了皇太后。由于仁宗年幼不能理政，乃由刘太后垂帘听政。
仁宗并不知道自己生母是李氏，朝中大臣畏惧太后之威也不敢说。但刘太后仁慈厚道，当仁宗生母李氏病重时，刘太后将其由宫女晋升为宸妃。
后来李氏病故，刘太后还以皇后之礼给予厚葬，这对一位宫女出身的人来说，也是备极哀荣了。过了若干年，刘太后逝世后，仁宗左右有人奏明仁宗：“陛下乃李宸妃所生，宸妃死于非命。”言下之意，宸妃乃刘后所害。究竟如何，仁宗自然要查清。
好在宸妃灵柩尚在，于是仁宗亲看开启宸妃之棺察视。宸妃遗体由于有水银保护，故其肤色就像活人一般，并非被人害死模样。再看她的冠服，确如皇后。这就证明当初宸妃确实因病而死，刘太后也确实将宸妃按皇后礼安葬。仁宗看到这一切，感慨地说道：“人言哪能相信啊！”由此可知，刘妃、李妃确有其人，但其事绝非传说的那样。
