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1949年上海解放前夕。国民党黑暗的统治即将结束，黎明尚未到来。上海市警察局的旧警察林少白正在找各种门路囤积米面蔬菜等生活物资。他不过就是个小警察，不管谁来接管这座城市，他都要维持好两个妈妈——死去父亲的原配大太太和亲生母亲的生活。这天是发薪水的日子，林少白上班路上，只见整个街头充满了上海城破的混乱。拖欠了大半年的薪资，发的却是如同废纸的金圆券。林少白气不过，拉着搭档徐巍潜入警察局的库房，顺走了不少好货，准备转手拿到黑市上兜售。晚上林少白和徐巍过来取货，正赶上处长叶士武奉局长毛森之命，在上海城破之前秘密屠杀地下党。地下党员们视死如归，唱起了《国际歌》。这一幕让偷看的林少白深受触动。林少白和徐巍正要偷偷离开，叶士武却堵住并逼迫他们向地下党员开枪。既然林少白和徐巍看到他们屠杀共产党，那就一起手上沾血。危急时刻，林少白高声叫着要见局长毛森，假意说他可以作为潜伏人员留在上海，但为了清白，他们的手就绝不能沾血。正当毛森答应时，楼下徐巍的枪响了，而且是连开两枪，替林少白击毙了剩下的两名共产党。
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林少白被押到闸北电厂，这才知道叶士武是要炸毁闸北电厂，而这必须要有电厂总工程师荣峥的协助，但去接荣峥的特务却迟迟不来。叶士武生疑间，林少白设法逃跑却被截住。他谎称是去接总工程师的，跟荣老攀上了交情。荣峥姗姗来迟，叶士武担心有诈，便叫来林少白试探。互不相识的两人为了各自的目的，逢场作戏，瞒过了叶士武。与此同时，徐巍回到警察局打探林少白的下落，不料竟被毛森强行带往舟山。荣峥假意上厕所去查看林少白的动向，发现林少白已打开手铐，正准备翻窗逃走。林少白担心荣峥告密，准备制伏荣峥，却反被这个花白头发的老人给制伏了。林少白确定荣峥是共产党假扮，荣峥再次把林少白关在厕所，警告他想活命就把嘴巴闭紧。荣峥抓住时机破坏掉所有炸药的雷管，这时叶士武也通过电话，明白了荣峥的真实身份。两边发生枪战，叶士武被击毙，荣峥陷入绝境，幸亏有林少白的支援，一则他不忍电厂工人枉死，二则也想借机立功，向共产党示好。虎子带着大部队赶到，电厂解放，荣峥撕去伪装，他的真实身份是九兵团政治部保卫科科长路正阳。
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林少白矢口否认与四年前的福州路爆炸案有关。林少白熟悉审讯策略，审讯一时陷入僵局，就在这时有人来报，林少白的一位朋友在公安局等他，不见到人就不走。路正阳去会这位朋友，发现是金妍。金妍以解放军的《约法八章》要求释放林少白。路正阳向金妍保证，如果林少白真的是清白的，那么调查就是在帮他。路正阳去林少白家调查情况，林少白的猫钻到路正阳的车上跟着回了社会处。林少白这才知道两家人并没有坐船离开上海，不再有恃无恐，开始交代四年前的来龙去脉。当时还是日本人占领上海时期，林少白和徐巍是警察局搭档，接到报警说福州路发生车祸，车上有人携带枪支。蹊跷的是两人抵达福州路后车祸才发生。两人去车祸现场检查，发现了车上的路正阳和虎子。两边僵持，洋房方向传来枪响，林少白赶过去时发生了爆炸，一地的尸体，还有一把带血的蝴蝶刀。日本宪兵队过来抓捕，林少白立即逃跑，却被路正阳截住，那把蝴蝶刀也落到了路正阳的手里。林少白虽说交代了，路正阳仍认为他有所隐瞒，继续关押。
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路正阳前去盘问那名窃贼时，林少白借机逃走，可等到家招呼两位母亲跑路时，却发现路正阳已在家里等他了。林少白见无法逃出路正阳的手掌心，这才实心办案，交代出罗三最常去的地方，赌场好莱坞俱乐部。林少白借赌博闹事引出俱乐部的顾老板。顾老板透露出罗三昨夜赌博后去了一家酒店。等两人赶到时，发现罗三已经惨死在床上。林少白提出请金妍帮助尸检，将断掉的线索再续上。金妍尸检发现罗三是被迫服用了工业用的硼砂颗粒而死，而硼砂是冶炼厂的常备原料。路正阳得出结论，金库劫案的凶手为了便于流通，会重新熔炼金条，除去金条上的印戳。经实地走访，路正阳锁定了吴氏铁厂。而郑兰亭早已在铁厂布置好了陷阱。路正阳通过群鸟落点的异常，觉察到吴氏铁厂楼顶有人在狙击，故意利用爆炸转移狙击手的注意，让老徐到楼顶抓人。最终王力群负伤逃脱。刚一过招便是险死还生，路正阳和郑兰亭都明白，对手不容小觑。林少白根据对上海的熟悉，提供了新的线索。金条熔炼后特务会通过地下钱庄兑换成银元。而最大的地下钱庄就是好莱坞赌场。
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肖云打扫房间时，进入郑兰亭前妻的房间，这里摆放着四副郑兰亭前妻的画像。四年前的福州路爆炸案，郑兰亭怀有身孕的妻子也中弹死去。肖云被郑兰亭赶了出去，她知道自己永远无法替代师母在郑兰亭心中的地位。路正阳准备招林少白进社会处当个编外人员。林少白一番讨价还价，最终以怕死为由拒绝了。路正阳索性放他离开。这是杨副局长的指示，没有铁证他是不会认的，得换个打法了，外松内紧，不怕他不漏出破绽。郑兰亭见到毛森，提出了搅乱上海的"覆海计划"，王牌就是小仓手里的细菌武器。毛森忙撇清干系，郑兰亭却说，胜利者不受责备，真到了抛出王牌那天，郑兰亭与任何组织都毫无干系。毛森这才同意将潜伏上海的特务名单交给郑兰亭，附加条件是让秘书刘贵珩在电台方面协助他，实际上是负责监视。就在这时枪声四起，一直等待时机的徐巍逃岛了。登船离岛时，郑兰亭明知徐巍躲在船上却没有告发他，而是将他带回上海。在四年前的那次合作中，郑兰亭清楚徐巍是一块璞玉，身手心机俱佳，只要精心打磨，很可能成为他的左膀右臂。
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金妍主动申请加入公安局正式成为一名法医。金妍在母亲坟前，向林少白谈起母亲的往事。金妍的母亲当年是以自己的尸体带出了日本人研制的细菌样本，帮助同事研制出解毒剂，救了无数人。所以金妍相信，尸体会说话，从那时起她就立志做一名法医。金妍问林少白还记得当警察的初心吗?林少白回避她的目光，说早忘了。但金妍却看出了他眼底的不甘。徐巍偷偷回家看望妻子赵兰，正赶上公安上门讯问他的踪迹，只能再次躲起来。几日后，徐巍还是忍不住去康克令柜台跟赵兰相见。恰逢郑兰亭来购买钢笔，徐巍不寒而栗。他悄悄见过赵兰报平安后，让赵兰保密见过他，便匆匆离开了。徐巍跟踪郑兰亭来到兰亭画室，警告他家人是底线。郑兰亭给他指了一条明路，只有跟自己合作才能保护家人的安全。徐巍无奈之下只能顺从。王力群为他在码头安排了新的身份。广播上放着新闻，新政府邀请多位工商业代表参加座谈会，一起为恢复发展上海经济而努力。上海特别站也开始行动。郑兰亭逼迫四年前就开始被软禁的小仓博士加快细菌武器的研究。小仓提出只要具备研究条件，半年内可以完成。
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前来报到的林少白第一个进入案发现场，在沙发底下发现一个属于徐巍的平安符，偷偷藏了起来。路正阳赶到，将他轰出了现场，并带人对厂里进行调查，发现金昴昌跟刘经理就厂子归属权问题一直有旧怨。来配合问询的林少白想参与破案，替老金洗清嫌疑，被路正阳拒绝。由于案情涉及到父亲金昴昌，金妍必须回避。但法医科的刘瑞经验不足，只有偷偷请金妍帮忙，被路正阳抓了现行。金妍提出变通办法，为了保证尸检的客观公正，路正阳全程监督。路正阳同意了。通过分析近日来刘经理的活动轨迹，路正阳发现剪彩当日记者拍了不少照片，其中就有徐巍盯着刘经理的画面。另一张照片上，徐巍走向路旁的汽车，车上的人面目不清，却能看到他正用左手把玩着蝴蝶刀。此时金妍的尸检结果也出来了，凶手是个左撇子。另一边林少白也在寻找目击者，无意间在卖报小哥那里确定了凶案发生当晚，徐巍曾跟另一个人在金氏棉纺厂附近争执。路正阳回想四年前福州路洋房的凶手，吴氏铁厂向他狙击的凶手，都是左撇子。林少白赶到，将王力群的画像拍在桌上，就是他。
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林少白第一天上班就迟到，被路正阳罚着写检查。一起报到的还有新人岑小满。两人都分到了新的公安制服，但由于保密需要，只有等到立功授奖，或者牺牲的时候才能穿。大家神情严肃，明白了身上所肩负的职责和意义。金昴昌为了金妍的安全，装病骗金妍来码头，要送她出国。可王力群却先一步到了，警告说在国外对金妍下手更轻松。金昴昌只有放弃送金妍出国的打算，跟王力群谈起了条件，他可以合作，但是要为他解决劳军商会会长的竞争对手刘羲盛。刘羲盛很快卷入桃色丑闻，退出了会长的竞争。金昴昌也按照约定成立了一家糖业研究中心，其实是为小仓的细菌武器研究掩人耳目。暗地里，金昴昌联络上顶级杀手江洋，命他寻找追杀王力群和他的上级。大量卷宗的阅读让林少白直呼煎熬。而懂速读的岑小满很快发现了有价值的线索。那名手持蝴蝶刀的特务在日伪时期曾经化名"陈鹰无"在赌场斗殴伤人，而保释他的是一名叫李谦的商人，卷宗上有他商行的登记地址。路正阳下令，立即抓捕李谦。
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路正阳答应了林少白搞票的事，但让他改掉迟到的毛病。王力群提着美金前往仙乐门舞厅，去找戴月清要求跟保密局合作。戴月清收下了钱，却把王力群赶走了。王力群怒火无处发泄，强迫舞女林丽出台。遭到凌辱后，林丽无意间撞破王力群是潜伏特务，被王力群灭口。随后叫来徐巍帮着处理尸体，肖云代表郑兰亭前来追问与手钩帮的合作进展。徐巍重提在火拼中帮助手钩帮的建议，王力群对徐巍抢了自己的风头极为恼火。肖云让王力群处理好尸体，没有郑兰亭的命令，不许再行动。路正阳给林少白搞来了两张《白毛女》的票，林少白连连竖起大拇指，感慨老路门路广，面子大。大家也纷纷向路主任讨票。路正阳答应等案子破了每人两张。后来虎子才告诉林少白，主任才不会搞特殊，他是在剧场外排了一夜的队才买到的票。刑警队接到碎尸案，由于案件发生地与社会处正在追查的王力群都在普陀，社会处与刑警队一起办案。林少白和金妍通过尸检，推断出死者的职业是舞女。刑警队章队长对林少白精彩的分析赞不绝口，当着路正阳的面就挖起了墙角，被路正阳给顶了回去。
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郑兰亭电告王力群，舞女案发，让他不再接触戴月清并立即放弃在普陀的安全屋。王力群一阵窝火，向金昴昌要钱，打到汇丰银行的账号。江洋打通银行内部关系，咬住了前来取钱的特务，一路跟踪找到了王力群的宏达百货行。金昴昌要江洋暂不动手，继续深挖王力群背后的人。老徐走访到了王力群安全屋的房东，得知他化名杨军，走的时候说要去徐州，可房间电报纸上的痕迹显示是去杭州。正当要调人去杭州抓捕时，路正阳发现电台的电线没有落灰，且电表耗电量极少。电台显然是新配的，去杭州是第二重烟雾弹。路正阳要大家继续排查附近常住人群。林少白查到了林丽的舞女执照，一路查到她在仙乐门舞厅上班。与此同时，路正阳这边查到一家王力群常去光顾的跌打医馆。赵师傅儿子被抓了壮丁，杳无音信，赵师傅以为是被解放军打死了，拒不跟公安合作。路正阳推断老赵的儿子很可能没有死，立即联系部队确认。林少白查到仙乐门舞厅，确定林丽最后就是被王力群带走的。大班对王力群的洋装记忆深刻，那是红帮裁缝的手笔，而且是新订做的。林少白顺着这条线开始排查裁缝铺。
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江洋按照金昴昌的命令，带着手下阿魁到医院对面租了房，架起狙击枪，面对窗帘紧闭的病房，准备等王力群出院时再下手。肖云到医院踩点，为营救王力群做准备，她假装问路，摸清了便衣的数量，不巧碰上了林少白。林少白一路尾随，发现肖云去看了胃病，等肖云走后，一问医生之前那位病人确实有胃病，这才打消怀疑。医院戒备森严，郑兰亭决定启用徐巍，他之前也是旧警察，对公安工作相对熟悉。林少白带着金妍和社会处凑的一些钱，去慰问被害舞女的父母。徐巍找上了吸鸦片上瘾的老白，准备在营救王力群的行动中利用他。王力群上厕所的路上看到了特务杨辉在标语上暗藏的信息，不再绝食。第二次审讯，路正阳告诉王力群他的上级当年为了权利争夺，害死了他的哥哥王力衡。王力群的心理防线开始崩塌，但仍然在硬撑。林少白带着被害舞女赵望菊的父母来到她的住处。这时报社给赵望菊寄来了聘用函。原来望菊一直在为跳出火海而努力，可就在成功的前一刻被王力群杀害了。林少白彻底失控，冲到医院支走所有人，用往输液瓶里打溴水的方式逼供王力群。
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转移在后半夜进行。一处街角突然枪声四起。一直盯着医院的江洋和阿魁也闻声赶来，伺机射杀王力群。一片乱战中，王力群将金妍挟持。徐巍趁机骑着摩托带走了王力群。直到此刻王力群还在不断羞辱徐巍，徐巍一忍再忍，恰好追来的江洋在王力群殴打徐巍时击中了他，徐巍眼见王力群无法逃脱，果断将其击毙灭口后逃走。路正阳在现场发现了开花弹的弹壳，推断开枪的人是为了杀死王力群，是神秘的第三方。徐巍回去向郑兰亭复命，给出了击毙王力群的充分理由，那就是他已经开始怀疑郑兰亭是不是当年害死他哥的真凶。郑兰亭放过了徐巍，并更加欣赏他的杀伐果决，动了让他替代王力群做行动队队长的心思。转运路线泄露说明存在内鬼。转移王力群期间，林少白一直被关禁闭，最不可能泄露转移路线。路正阳向杨副局长请示由林少白配合自己内审。林少白翻起了那本《论人民民主专政》，毛主席的话语逐渐感染着他，明白人民的国家是保护人民的，林少白翻身在纸上写下了"检讨"二字。路正阳放他出去，林少白得知王力群被杀指责路正阳，不过最终还是决定联合内审。
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密码专家破译了标语上的暗语，等待营救。根据院方交代，标语正是兰亭画室所绘。杨副局长下令抓捕。等所有人全副武装找上郑兰亭时，却见他毫不设防，完全是一副普通老百姓的样子。郑兰亭和肖云面对审讯表现得滴水不漏，把修复医院标语一事推到了杨辉和李旭身上。林少白和岑小满走访民立小学的老师和学生，发现郑兰亭是个老实胆小的人。路正阳先放肖云回兰亭画室正常营业，等李旭和杨辉来上班一并抓获。李旭很快落网，据他回忆，是杨辉打电话要去医院补色，却对老板撒谎是去肥皂公司送图样。杨辉迟迟不来画室，路正阳带人去其住处却发现人去楼空。住处干净整洁一丝不苟，说明杨辉是个严谨的人。其实这是肖云在郑兰亭的授意下提前布下的假象。路正阳在吊扇的页片上发现了一本密码本，立即送侦听部门破译侦听。肖云设法给杨辉传递消息，让他在外面闹大，这样郑兰亭才能更快出来。实际上，郑兰亭早就谋划着让杨辉为他当炮灰。林少白和路正阳决定演一出戏，试一试郑兰亭。林少白假称肖云送来饭菜，郑兰亭吃饭时在碗中发现一片肥皂和纸条，让他吞下装病，等待营救。
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徐巍得到肯定的答复后，徐巍直奔刘贵珩的西雅钟表行，以强力手段制服刘贵珩和伙计小四。郑兰亭得知转运在即，不知外面情况如何的他焦虑万分。火车隆隆向前，杨辉早已带人埋伏在沿线企图炸毁铁轨，只等火车靠近就引爆。就在杨辉准备引爆时，突然徐巍骑着摩托车赶来，拼死挟持杨辉阻止了爆破。火车隆隆而过，郑兰亭终于松了口气。林少白，路正阳还是对郑兰亭有所怀疑，此时侦听科截获了保密局密电，特务将在当晚暗杀产业界人士。路正阳带人率先行动，特务全面溃败，被俘特务正是杨辉组织的反共救国军的人，指认杨辉就是上海特别站站长，次日晚他会在虬江码头与反共救国军接头。杨副局长亲自坐镇，带领林少白等我方战士伪装成反共救国军的模样，与杨辉接头。路正阳和水上公安在江面拦截，以备万全。面对我方攻势，杨辉动摇了。徐巍却在暗中开了一枪。杨辉误以为是公安动的手，当即回击，被林少白当场击毙。那一枪不是我方开的，那很有可能是特务干的。这一切，都是肖云提前安排徐巍去做的，要杨辉恰到好处的死去。
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看在毛森的面子上，郑兰亭敲打刘贵珩后，将他放了，当着他的面郑重宣布，徐巍就是新的鹰隼。徐巍获得了少有的尊重，内心得到满足，却不知道这正是郑兰亭拿捏他的手段。林少白在抓捕杨辉的行动中有立功表现，正式录用林少白，林少白十分开心。社会处组织了第一次聚餐，林少白挨个敬酒，酒杯碰撞间，除了玩笑话，更多的是沉淀下来的战友情。虽说相处时间不长，但社会处已经是一个团结友爱的大家庭了。一方是真情，另一方却是假义。郑兰亭亲自下厨张罗了家宴招待徐巍。吃饭时，郑兰亭对徐巍以难兄难弟相称，进一步笼络徐巍的人心。郑兰亭深知如今徐巍的心结就是之前的兄弟林少白，徐巍却立即划清界限。而林少白酒后吐真言，不断念叨着与徐巍的过往。命运弄人，短短几个月，两人如今已经成为不同立场的敌对者了。盘踞上海的大买办大投机商，以上海证券交易所为阵地，掀起了"银元风潮"，公开叫嚣"解放军进得了上海，人民币进不了上海"。而这正为郑兰亭的下一步计划提供了契机，他将假币计划提上日程，他要让人民币在上海失去信用，上海经济也会随之崩溃。
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金昴昌召集产业家商议应对银元风潮一事，郑兰亭在隔壁监听，借此查探产业家的态度。以高怀朴为首的产业家态度亲共，被郑兰亭记录在册。各大银行陆续发现假币。社会处随即展开调查，为了最快实现假币溯源，林少白提出伪装成另外一拨假币贩卖者，打入敌人的生意链中去，让真正的罪犯自己找上门来。这是一招奇招，也是一招险招，杨副局长最终表示赞同，让他们尽快找到假币源头。在郑兰亭的运作下，假币泛滥的消息如同决堤的江水，无法阻止地蔓延开来。上海证券交易所，人民币开盘即直线暴跌。华东局发来最高指示，立即查封投机的大本营上海证券交易所。路正阳分析出假币制造者的目的不是发财，而是攻击人民币的信用，这是典型的特务行为。在钓制假者上钩的过程中，林少白以身犯险，引蛇出洞，他抓住了假钞交易中的一环，而手钩帮也对他下手了。林少白落入了手钩帮大胡子的手里。大胡子对他严刑拷打，逼问他这个"同行"的底细。林少白满嘴跑火车，提供了上线，江湖绰号"病维摩"的消息。
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徐巍被大胡子叫来与林少白对质，徐巍矢口否认认识林少白，借殴打林少白将一根铁丝塞给了他。大胡子要徐巍给伯劳带信，要求见面对质。徐巍走后，林少白用铁丝打开锁链，逃跑时还是被大胡子发现，徐巍躲在暗处火力掩护林少白逃走。兄弟重逢，却变了滋味。林少白想劝徐巍回头，却被绝情的徐巍赶走了。路正阳和虎子多方排查，查到了太平里附近，碰上了林母，两人一时无法向她交代林少白的去向，这时大太太却传来消息，林少白刚来过电话，这两天都不回家了，要加班。两人一愣，林少白回来了?此时林少白正在理发店悠然地刮着胡子。路正阳再三确认了林少白没事这才放心。这次虎口脱险，林少白带回关键情报，确定特务是跟一个帮派合作，借他们的手流通假币，至于是什么帮派，只有一个线索——虾饺。林少白决定拜访秦爷，上海大小帮派的总把头，青红帮的祖师爷，如今已金盆洗手，跟共产党合作。秦爷门下扒开林少白的衣服，看了看肚子上的伤口，抛出了确定的结论——手钩帮，戴月清。路正阳猜到林少白是被徐巍所救，让他不要感情用事，林少白打包票会亲手抓住他。徐巍被
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路正阳等人对戴月清已经调查清楚，如果贸然动她担心会打草惊蛇，林少白提议让秦爷出面请她喝茶。戴月清刚坐下就发现秦爷府上遍布公安，林少白和路正阳希望她能帮助公安，戴月清假意答应。她跟伯劳约好第二天见面，却故意给路正阳说是后天。当晚戴月清趁路正阳"睡熟"后悄悄逃走，路正阳一路尾随到了教堂。戴月清一定要在逃走前拿到铜版，却不知徐巍已经带人提前埋伏好了。徐巍以伯劳的身份坐在了忏悔室，戴月清判断出对方没有交出底版的诚意。两边交火，路正阳带人冲进去包抄。戴月清不忍手下弟兄送死，放下枪投降。徐巍却扔出手雷要杀戴月清灭口。最终大胡子逃脱，戴月清落网。林少白在追捕徐巍的过程中，不慎让其逃脱，但在现场却捡到了徐巍遗落的驾驶本。路正阳行动时，竟在街角看到了一个熟悉的背影——郑兰亭。他怎么会出现在附近?郑兰亭解释是到学生家做家访。路正阳以公安局有一项宣传画的业务想介绍给他为由，将他带回了局里，其实就是借机看管;林少白则去这位学生家证实郑兰亭说辞的真假
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对戴月清的审讯必须尽快取得突破，林少白诓骗戴月清，鹰隼曾在几天前找过童粟粟，为了让童粟粟彻底安全，只有彻底铲除伯劳和上海特别站。为了孩子，戴月清开始配合，供出了假币厂的地址。很快，假币厂的肖云也接到了来自郑兰亭的示警，马上下令转移。可已经来不及了，社会处的战士们已经攻了进来。最终假币厂被捣毁，母版印钞机悉数缴获，肖云只身逃走。路正阳为掩护林少白腿部受伤。假币案告一段落，人民币的信用稳住了。大胡子联络手钩帮各把头聚首，把头们应者寥寥。大胡子让他们暂时蛰伏，择机迎回戴老大。吴老三大奸似忠，转头就将手钩帮聚首的情况告诉了徐巍，原来徐巍收买了吴老三，要他紧盯大胡子，以待将来有机会整合手钩帮残余，为上海特别站所用。腿部受伤的路正阳托林少白去接一个人——飞航。火车站，飞航像小大人一样检查完林少白的证件才跟他走。林少白发现飞航性格独立，志向远大。他从路正阳那里得知，飞航是文添夫妇的孩子，这些年一直由路正阳抚养。
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徐巍跑了林少白百口莫辩，再次被关了禁闭。路正阳还是想拉林少白一把，借着给杨副局长搓澡的机会好话说尽，甚至为他担保，杨副局长同样惜才，最终林少白被调到警鸽股去喂鸽子。徐巍险死还生后无颜再见郑兰亭。郑兰亭让他举枪自裁，徐巍开枪发现弹匣是空的，随即被李旭戴上头套。等重见光明时，看到的却是在乡下养胎的赵兰。他本以为自己必死，没想到能和赵兰相聚，对郑兰亭更加死心塌地。一听要去警鸽股，林少白一百个不乐意，可一听不去就开除又秒怂了。得知路正阳为他拉下脸来求情，林少白嘴上不说，心里已经认可了老路。飞航在学校门口昏倒了。路正阳得到消息第一时间冲到医院，这才得知是郑兰亭及时送的医。飞航有先天性心脏病。郑兰亭责问路正阳，孩子的身体情况为什么不提前告知学校。路正阳一阵赔不是，怀疑是不是郑兰亭设计好的，询问飞航发病前后的细节，发现只是巧合。医院传来消息，再次发现炭疽病例。其中有个病例甚至就在金氏糖厂上班。金妍去糖厂寻找感染源，糖厂经理李玉泉紧急通知小仓执行隐蔽预案，好在最终有惊无险。
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金妍特地到鸽站看林少白，林少白还是不服气，说虽然身在警鸽股，照样能破大案，让路正阳瞧瞧。金妍通过化验报告基本确定了炭疽污染源就在糖厂附近。金昴昌得知此事，立即通知了徐巍，徐巍让他安心，一切都会安排妥当。与此同时，江洋已查出伯劳就是郑兰亭，金昴昌决定动手，江洋假扮布匹商人到兰亭画室订做招牌，与郑兰亭一番商讨，看似一切顺利。郑兰亭不动声色对江洋试探，他敏锐地感觉到了一丝危险。在郑兰亭的授意下，金昴昌给徐巍安排在一个偏远码头的仓库做管理员。徐巍让金昴昌尽快掌握高怀朴等亲共产业家的行踪。金昴昌借给徐巍送证件和物资，打探出他们要绑架这批亲共的产业家。金昴昌主动要求被绑，否则容易引起怀疑。另一边，金昴昌跟江洋会面，将对郑兰亭等人动手的时间，定在了金昴昌被徐巍绑走之后，为自己找到了完美的不在场证明。徐巍带人假冒解放军，迅速绑架了包括金昴昌在内的进步产业家。被关在货车上的产业家看到徐巍杀死路口检查的解放军时，才恍然大悟绑架他们的人是特务。
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路正阳带人调查这些相片纸的来源，将目光锁定在了耀华照相馆的祁师傅身上。经过审问，祁师傅承认店里相片纸失窃，路正阳经过核对，证实了当晚徐巍利用拍照拖住祁师傅，给同伙盗取相片纸创造了机会。此时，徐巍让产业家写下每一艘船的航线和呼号。对于不合作者当即用刑，高怀朴惊恐之下哮喘发作，吃下特效药才得以缓解。金昴昌看大家命悬一线，只好带头写下，大家只有都跟着写下航线和呼号。被绑产业家的家属到公安局门口哭闹，林少白发现被绑的高怀朴的儿子高韶春不对劲。林少白调查发现，高韶春非但不着急，甚至还有闲情跟林母打麻将。原来，高韶春因为不务正业被父亲高怀朴赶出家门。林少白觉得其中定有隐情，让母亲再约高怀朴出来打一次麻将，借机探查线索。从公安局回来的祁师傅，却于次日在照相馆上吊，大家一时议论纷纷，说公安逼死人命。路正阳，金妍等人赶到照相馆，初步尸检之后得出结论，祁师傅是被人杀害后吊上去的，伪造成自杀的假象。路正阳在祁师傅的衣领和上吊用的麻绳上，再次发现了细沙。
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江洋孤身前往兰亭画室，却被肖云递来的茶水迷晕了。原来在江洋第一次以布匹老板的身份来画室的时候，郑兰亭不经意间对布匹颜色的一句提问，就让江洋暴露了。江洋含恨落入伯劳之手，却一直不肯说出背后主使。郑兰亭早已猜到是老狐狸金昴昌所为，带着江洋找到金昴昌，借机敲打他。郑兰亭跟金昴昌定下死规矩，一旦自己出事，无论是否跟金昴昌有关，都会让他陪葬，还逼着金昴昌亲手活埋了江洋。路正阳带人排查那些沙子的来源地，寻找特务的藏身之所。为此，杨副局长专门从反特，刑侦，档案，交通，水上公安等部门抽调出精锐组成了专案组，由路正阳担任组长，以期尽快破案。林少白通过排查高怀朴所需的特效药，查到特务行踪，利用警鸽紧急通知了正在外排查的路正阳。林少白因此进入专案组，他查到的线索再次把范围缩小了，而这一带跟手钩帮起家之地相吻合。林少白和路正阳几乎同时想到了戴月清，在手沟帮的老巢，哪里有猫腻，她最清楚。戴月清答应配合，但要亲自去找帮众，如果公安出面去找他们，他们不一定会帮忙，甚至还有可能走漏风声。她希望能争取立功减刑的机会
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戴月清十分警惕，她谋划着甩开了路正阳和林少白，挟持岑小满开车离开。为了查清戴月清去向，路正阳马上派人去找戴月清的儿子童粟粟，如果戴月清想逃走，她不可能不见儿子最后一面。同时，调来了所有手钩帮的档案，她想逃跑一定会找旧部帮忙。档案科老陈察觉到不对，借送档案的机会，敏锐地推测出戴月清协助办案时出逃，当即向伯劳汇报了情况。戴月清留不得，徐巍查到童粟粟的情况，立即派人前去绑架童粟粟，逼戴月清现身。此时，路正阳，林少白，阿祥等人也在暗中守着童粟粟。为保护童粟粟，阿祥胸口中弹，被紧急送往医院。戴月清召集大胡子等旧部，让他们找特务关押产业家的地方。戴月清其实是想引蛇出洞，她知道旧部中一定有人投靠了鹰隼，他们会去给鹰隼报信，跟着他们一定能找到。很快戴月清心腹大胡子查到吴老三有异常，戴月清以自己为饵引出吴老三，出其不意将他制伏。岑小满动之以情晓之以理，吴老三终于松口了，徐巍就在近海的高桥珊璜村。
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米棉之战并未结束，中财委决定从全国各地紧急调集大批粮食，棉纱和煤炭运往上海，集中投放，以绝对的经济实力打垮投机商。上海公安要保证这些物资的绝对安全，为这场米棉之战做好坚强的后盾。林少白接童粟粟去医院探望阿祥的时候，特意路过正在郊外清理杂草的女囚们，戴月清就在其中，她远远地看到儿子对她笑，无声地流下了泪水。林少白请示路正阳和杨副局长发动一场正义的舆论战。让所有人了解伯劳出卖自己人的真面目，借此宣传我们的政策，"首恶必办，胁从不问，立功受奖"，进一步去分化，瓦解那些特务。我方的舆论战一发动，很多暗藏的特务纷纷自首。徐巍在街头东躲西藏险些被抓。郑兰亭强压怒火，当下的招数，更像是林少白耍出来的手段。江洋的小弟阿魁来找金昴昌打探哥哥下落。金昴昌只能告诉阿魁，江洋被伯劳杀害。金昴昌安抚下一心报仇的阿魁，让他在厂里上班，需要时会联系他，总有一天要让伯劳加倍奉还。路正阳正式请林少白再回社会处，林少白却拒绝了。大家都不知道林少白葫芦里到底卖的什么药。
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林少白不回二室，路正阳借新调来的李耀鸿故意激他，林少白才说出实情，从白庆方死，王力群转运路线泄露，到这次更加肯定，内鬼就在解救产业家的专案组里。林少白希望自己在警鸽股，可以让内鬼放松警惕，能够更好地调查。看到最近路正阳忙得脚不沾地，没时间照看飞航，林少白索性把飞航接回家给两个妈妈帮着照看，路正阳心中感激。路正阳，李耀鸿通过分析对比大量特务的供词，发现了不同特务行动之间的关联性，进而分析出伯劳下一步的行动，很可能是要毁掉储存物资的仓库。自首的特务里有一名叫梁云达的外围特务，上线让他采购白磷。路正阳设计反用梁云达，让他以交接白磷的名义，联系上线现身。行动之际，老陈得知梁云达被带走，紧急联系了徐巍。徐巍制止了刘贵珩的接头，借此机会从刘贵珩手里夺权。路正阳诱捕失利，很明显又是内鬼报的信。林少白提出，他是警鸽股的人，由他去查不会引起注意。于是林少白假扮成替码头工人写信的大学生，打探码头上的异常。
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郑兰亭听闻徐巍汇报的情况，让徐巍立即布置好白磷燃烧弹，并亲手了结林少白。路正阳接到警鸽传来的消息，却找不到林少白的踪迹。路正阳得知特务要炸仓库，马上行动迅速阻止了特务。林少白被关着听到有鸽子声音，他唤了两声，看到警鸽大白飞来，他写下了被关押的地址，让警鸽把消息传递回去。徐巍带着四大金刚来，林少白知道这是断头饭。林少白越劝说徐巍，越发现徐巍走上这条路，归根结底是想用金钱地位为自己换来尊严。看着扭曲的徐巍，林少白告诉他真正的尊严是靠自己站起来。徐巍无言争辩，朝林少白举起了枪。就在这时，路正阳带人赶到，是那只警鸽拼尽最后一丝力气，把消息带了回去。公安行动迅猛，徐巍见势不妙逃走，林少白还被困在仓库里，路正阳不顾一切，穿过火墙扑向林少白。街道上，空气中弥漫着喜庆的氛围，城市的广播响起了毛主席的声音，中华人民共和国，中央人民政府今天成立了。爆炸声始终没有响起，郑兰亭看着身边欢笑的人们，脸色铁青。
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金昴昌推断极有可能是糖厂的李玉泉。要对付伯劳，就必须先把他拔掉。林少白正式重回二室，马不停蹄开始追查燃烧弹中白磷的来源。林少白和岑小满调查金昴昌，发现金昴昌似乎对此并不知情。其实金昴昌早已假意让李玉泉出差去外地，一转脸却将他秘密绑走。金昴昌在糖厂故意指出白磷有问题，引导林少白将矛头直指李玉泉。糖厂门口闪过一个人影，林少白追出去发现竟是金妍，原来金妍化验之前发现的炭疽病菌，和当年遗留的炭疽弹并不是一种，所以再来调查，没想到碰上了林少白。金妍开始怀疑之前的事情与父亲有关，她潜入父亲书房，想要打开保险箱查看里面的资料，金昴昌及时前来打断了她。李耀鸿调查了局里所有人的档案，发现老陈的嫌疑颇大。老陈的档案很齐全，但是45年之后他的社会关系发生了变化，之前能够证明他身份的同志都被杀害了，目前没有人能够证明现在的老陈和45年之前的老陈是同一人。路正阳决定验明老陈的身份。社会处组织体检，特地为老陈加了一项腿部检查，其他事情可以造假，陈年旧伤做不了假。老陈不愿去检查，推三阻四找了很多理由，这更引起怀疑。
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就在大家等着老陈暴露的时刻，检查结果出来了，老陈的腿确实在几年前受伤骨折了。路正阳怀疑自己错了，但和林少白，李耀鸿再次分析，发现老陈之前是故作迷障，先是推辞不去医院，让人怀疑他有问题，再用检查结果来自证清白。原来四年前郑兰亭安排他潜伏进我党内部，他为了演好"老陈"，狠心砸断了自己的小腿，这对他来说是为党国效力的勋章。宁波方面回电话，李玉泉根本没去宁波。路正阳去糖厂，只发现了一封"自白书"。信中交代了自己为郑兰亭提供白磷，协助小仓制造炭疽细菌的经过。公安找到了隐藏在糖厂的实验室，但此时小仓已经转移。金妍对路正阳带回的培养皿进行化验，发现糖业研究中心正是之前炭疽病菌真正的污染源。岑小满对自白书的真伪表示怀疑，林少白则根据细节推断出这封自白书确实是李玉泉写的。林少白和林母去安抚李玉泉的妻子，在国际象棋的棋子里发现一把钥匙，上写"建安403"的字样。林少白和路正阳找到建安公寓，李玉泉果然在那里，不过已经成为尸体了。路正阳和林少白在现场找到了一颗开花弹，跟转运王力群时发现的那颗一模一样
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郑兰亭授意肖云向毛森发送上海重要厂区的坐标。一九五零年春节前夕，敌机突袭上海，在坐标帮助下扔下大批重磅炸弹。共产党宁死都舍不得炮击的上海，被国民党飞机炸成了火与血的地狱。林少白眼睁睁看着街道上的市民被烈焰吞没，再看到老陈不禁眼睛通红，忍不住掏枪要杀了他，被路正阳死死拦住，现在还不是动他的时候，他背后还有伯劳。郑兰亭对轰炸很满意，他吩咐肖云尽快将新一批轰炸目标的坐标发到舟山，准备实施第二次轰炸。徐巍按照郑兰亭指示去找金昴昌，让他提供上海复工复产计划，金昴昌劝徐巍为家人和老百姓们想一想，但徐巍已经下不了船了。中央出面协调，苏联方面派出一支航空兵团，很快将秘密抵达上海。我方与苏联方面将联合组建防空合成指挥所，杨副局长派路正阳秘密前往参与保障指挥所的安全。两人正说着电灯亮了，"二六"轰炸过后仅仅42个小时，上海的供电就恢复了，光明是挡不住的。金妍紧急叫来林少白，给他看了两份报告，根据时间显示，在炭疽病菌衰亡之前，李玉泉就死了，也就是说，整件事的策划者另有其人。
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路正阳和杨副局长提议，伪造一处假的防空指挥所，并反用老陈，通过他把假情报传递出去，让敌机有来无回，彻底夺回制空权。同时，顺着老陈找到伯劳，一举端掉上海特别站。郑兰亭去新的秘密地点见小仓，命令小仓必须尽快研制出细菌武器。小仓深知研究出来的那一天也就是自己丧命的时候。林少白按照路正阳的计划，故意透露路正阳最近执行其它秘密任务的消息，让老陈"偶然"看到路正阳被临时调到防空指挥所的通知，还借口处理李玉泉案，暗中跟踪老陈。他日夜监视，发现老陈除了家里，就只去了一处墓地，看望一个无字碑。林少白和路正阳决定放多一点信息给老陈，故意暴露假的防空指挥所的位置，老陈前往确认，林少白一路小心跟踪。老陈确认防空指挥所位置之后，与擦鞋匠会面传递情报。跟踪他的林少白以为前来接头的是伯劳，没想到却是徐巍。确认老陈将消息传出去之后，路正阳等人将他逮捕。老陈对自己的犯罪事实供认不讳，却拒绝提供与伯劳相关的信息，而且他断定，以伯劳的聪明，很快就会发现情报有假。
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社会处提审老陈，路正阳叫出了杜冷泉的名字，他还想伪装，但看到那张工人合影时终于承认了自己假扮老陈的事实。老陈认罪，但依然拒绝供出伯劳。为了激怒路正阳，老陈反而讽刺路正阳，就是因为他的失误，福州路爆炸案才会发生，文添夫妇才会牺牲。林少白知道这是路正阳的心病，他要想办法帮老路解开。林少白拿着他搜集到的秘密资料前去福州路洋楼，找到躲起来的路正阳，审讯老陈的事情必须由路正阳亲自来。此时，国民党的飞机已经从舟山起飞，一个小时就会达到上海实施轰炸，到时候敌机一旦被打下来，伯劳就会知道情报是假的，一定会马上转移，如果让他跑了再抓可就难了。路正阳终于来到审讯室，老陈还在试图激怒路正阳，这次路正阳没有上套。他揭露老陈是忘恩负义之人，当年陈如山同志为保护他不惜付出一条腿的代价，而他却残忍杀害了救命恩人。所以在内心煎熬时，才会去无字墓碑前忏悔。陈如山是为百姓为革命牺牲的烈士，而他只是个无耻卑鄙的特务!终于，老陈抵不过内心的挣扎，在路正阳面前低头认输。
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路正阳逼迫自己静下心来，在最后一秒前拆除炸弹。林少白开车前去追捕郑兰亭。徐巍李旭突然杀出，不断往林少白投掷手雷，林少白险些送命，车被撞上墙发动不了，郑兰亭得以逃离。经过全城搜捕，公安终于发现了郑兰亭留下的汽车。等路正阳几人赶过去，发现车子找到了，但是车里没人，也没有血迹。夜晚，飞航一个人回了家，路正阳和林少白得到消息马上赶回去，但是飞航却不愿见他们，也不愿意说话，林少白只得安慰路正阳，就当飞航是受到了惊吓。谁知第二天一早，飞航还是不愿意出门，林母开门进去才发现飞航发烧了，路正阳和林少白赶紧把飞航送进医院。路正阳喂飞航吃东西，飞航这才吐露她从郑兰亭那里知道父母的死是因为路正阳，鼓起勇气向二爸求证。路正阳措手不及，不知该如何面对。林少白却认为应该让孩子知道真相。郑兰亭逃到废弃了的中天化工厂，这里就是小仓新的炭疽研究基地。郑兰亭对每一步都陷入路正阳林少白的设计而深感屈辱，同时台湾方面的静默让他担心自己已经被保密局抛弃
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社会处根据银行账户查到了香港的银行总部，终于确认汇款人就是金昴昌，而且还查到了金昴昌的账号给一个叫韩金魁(阿魁)的人汇过钱。经黑市军火贩的供认，阿魁就是之前向他购买开花弹的人。多条线索合到一起，金昴昌就是幕后为伯劳提供物资支持的第三方。现在金昴昌已提前将金妍送去南京，就是为了避免金妍在上海受到伯劳胁迫。他给阿魁汇款购买枪支弹药，是为除掉伯劳做最后的准备。路正阳和林少白立即抓捕金昴昌，然而工厂，公司却遍寻不见。此时，郑兰亭，徐巍到达仓库与金昴昌见面。金昴昌抱着同归于尽的决心将郑兰亭骗入仓库准备下手。然而老谋深算的郑兰亭早就留有后手。郑兰亭提前安排好肖云和李旭隐身于暗处，并挑拨阿魁和金昴昌的关系，阿魁没有轻信，躲在暗处的肖云却率先开枪，徐巍一直关注着事态的发展，最终向金昴昌扣下扳机。路正阳，林少白遍寻不到金昴昌的下落，这时岑小满前来报告，金家仓库发生了枪战。一番交火，阿魁中枪而死，金昴昌也身负重伤，只哀求郑兰亭不要伤害金妍。郑兰亭答应，带人逃离。
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路正阳推测郑兰亭很有可能还在上海，因为他逃走那天没有带上小仓，他捏在手里的王牌不可能丢下，抓住小仓就一定会抓住郑兰亭。小仓的超级炭疽进入到人体实验阶段。跟随刘贵珩的手下孟衡暗中监视郑兰亭的动向，被徐巍抓到，直接用来做人体实验。郑兰亭还让李旭把炭疽芽孢夹在信件里，送往社会处进行报复。幸好路正阳及时发现了疑点，经过检验，信里被放入了炭疽芽孢病菌，这是郑兰亭在向他们宣战。金妍要跟路正阳林少白等人一起抓住郑兰亭，林少白考虑危险不希望她参与，但金妍非常坚定。郑兰亭借孟衡做人体实验来敲打刘贵珩，刘贵珩吓坏了，坦言自己回来就是求财，绝不威胁郑兰亭的地位。徐巍，李旭通过招工带人来做人体实验。徐巍请李旭吃宵夜，打听李旭将赵兰转移到什么地方了，李旭及时住嘴，没有透露太多。郑兰亭知道后，让徐巍收起小心思，等覆海计划成功后，他们一家才能团聚过上好日子。感染炭疽的孟衡劫持小仓，趁乱逃出了化工厂。郑兰亭命令徐巍和李旭去追，要是孟衡被公安的人发现，暴露了化工厂的位置，一切都完了。
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林少白回到了西雅钟表行调查，他想在这追查刘贵珩的踪迹。通过跟踪刘贵珩的一名手下，林少白发现了刘贵珩藏身的典当行，刘贵珩早就在典当行埋伏好，直接绑了林少白，并承认举报信就是自己写的，让手下当场将林少白处决。林少白故意用刘贵珩那笔钱的去向忽悠刘贵珩为他松绑，为路正阳的行动争取时间。路正阳冲进典当行抓人，原本以为林少白正遭受残酷虐待，没想导却看到刘贵珩和手下正给林少白按摩倒酒。刘贵珩落网。他很识趣，没等回社会处就坦白自己诬陷林少白，并高呼戴罪立功。郑兰亭的藏身处，刘贵珩确实不知道，不过他愿意以自己的名义把郑兰亭约出来。郑兰亭收到刘贵珩发来的电报，约他在典当行见面，答应前往。肖云发现郑兰亭正在为她画像，被这好不容易流露的一丝情义感动。路正阳在典当行周围布置人手，一切准备就绪，就等郑兰亭前来。约好的时间快到了，谁知郑兰亭却打来电话，改约刘贵珩前去乐游原饭馆见面。刘贵珩前往乐游原饭馆。路正阳带着社会处的人跟随。
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林少白快急疯了，再次提审刘贵珩要查出炭疽基地，蒙上他的眼睛让他回忆之前被带去基地的路线。路正阳劝林少白保持冷静，这种细菌实验不可能只找孟衡一个人做实验，肯定还有其他人。路正阳已经开始搜查近日来各区的失踪人口，他保证一定救出金妍。林少白，岑小满带着刘贵珩寻找炭疽基地路线，无功而返。李旭给特务们发书信却没有徐巍的，徐巍察觉书信被扣，原来是赵兰告诉他儿子已经病了多日。徐巍乞求郑兰亭出去几天带孩子治疗被拒，被郑兰亭阻止，不得已暴打李旭逼问出妻子下落。郑兰亭发现徐巍绑了李旭逃走心生愤怒，但他笃定徐巍一定还会回上海，为儿子看病。此时的郑兰亭众叛亲离，肖云死了，徐巍跑了，刘贵珩背叛了，身边只有一个李旭可用，他让李旭去给毛森发电报，自己的王牌马上就会打出来，上海的一切即将毁灭。徐巍从特务手上抢回妻儿，带着他们回到上海看病。医生认出徐巍的通缉令立即报案。徐巍去给妻儿买水果的空档，林少白等人赶到医院，赵兰明白了一切愿意配合。徐巍眼见暴露，只得悄然离开。
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徐巍前去医院找赵兰，路正阳早就在医院安排好人，徐巍被捕。得知虎子是为自己的孩子牺牲的，非常震惊，他向路正阳保证，自己会回去配合林少白，而郑兰亭在基地五公里范围部下暗哨，如果路正阳去会提前暴露。林少白在被带进实验室时反杀特务，穿上防护服和防毒面罩，以做实验为由带走金妍，金妍却拒绝先行撤离，只有自己清楚基地各个位置，她换上林少白的防护服，去小仓的实验室寻找炭疽武器。李旭巡查发现金妍不见了，一番追逐抓住了林少白。而此时，徐巍回来了。林少白和徐巍这对昔日的兄弟，终于再次并肩作战干掉了李旭。郑兰亭召集所有人追杀三人，林少白，徐巍掩护金妍进入藏有炭疽武器的房间，俩人拼死抵挡。金妍终于找到炭疽武器，小仓冲出刺伤金妍，但被金妍反杀。负伤的三人逃出实验室，但马上陷入包围，危急时刻，徐巍拿出手雷，威胁郑兰亭放林少白和金妍离开，否则一起死。林少白和金妍离开，徐巍一直挡着特务，最终连中多枪，拼尽最后力气引爆了手雷。
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