云翔和玉琴的婚礼上突然收到上级让刘云翔速去秦皇岛寻找真头盖骨下落的命令，婚礼被迫暂停。佐佐木推测头盖骨在秦皇岛的可能性最大，河野任命佐佐木为特派员负责这次行动。接到上级命令的云翔也按照查理之前说的，准备带赵亮去秦皇岛，出发前，花雷为刘云翔进行了简单的入党仪式。玉琴以死相逼要跟随云翔一行人一同前往秦皇岛，云翔无奈只好把她也带上。
王四易向谷田一汇报，谷田一准备将前来和王四易接头的国共两党人员一网打尽。梅芳找到王四易，云翔也和秦皇岛的负责人接上头。梅芳质问王四易对云翔下春药的事，王四易矢口否认并推到薛贵身上。
羽田告诉佐佐木，他要找的两个美国人在上船之前就被打死了。佐佐木根据王四易的汇报，猜测刘云翔已经来到秦皇岛，找到刘云翔就能找到头盖骨的线索。王四易请求毕晓云向上级汇报自己的计划，待国共两方找到头盖骨之后再实施抓捕行动，并且他会全力协助毕晓云的行动，条件是事成之后要日本人将梅芳交给自己。河野听了毕晓云汇报后，同意王四易的计划。
刘云翔找到美国海军陆战队在秦皇岛遗留的兵营，却发现兵营被日本人严密封锁。刘云翔遂要求尽快与日本宪兵队内线小杜接头，以探听兵营内情况。与此同时，佐佐木也已找到刘云翔下榻的酒店。
刘云翔询问日本宪兵队的内线小杜，得知亨利的助手林凯也在兵营里，小杜还告诉他日本人在做实验，刘云翔马上想起自己曾听到的惊悚传闻，日本人用战俘做实验。梅芳与黄超接上头，得知头盖骨很可能在一个叫徐亚菊的舞女手中。谷田一到俱乐部查问徐亚菊的下落，扫地人说不知道。随后而来的梅芳拿出几张钱，扫地人态度大变。梅芳和王四易一起动身去上海寻找徐亚菊，得到王四易通知的毕晓云也带人上了火车。
刘云翔等人装成送饭的混入兵营，看到来病房抢救伤员的美国助理医官林凯，他正是之前亨利的助手。刘云翔和周玉琴混入战俘营后，却没有如预想中的那样获得王勇等人的信任。刘云翔和小杜、老皮等人威逼加利诱拉拢了铃木，从而得知了日本人正在使用王勇等众士兵进行细菌和饥饿实验。
刘云翔通过铃木获得了许多能够治疗战俘疾病的抗生素，并且众人在老洪的协助下，密谋挖通战俘营的水井与纺织厂管道将战俘们救出。王四易和梅芳到了上海，追查舞女徐亚菊的下落。刘云翔和周玉琴在战俘营中共同战斗关系增进，两人有了共同的目标和革命任务，心也就更加的近了。
刘云翔和周玉琴再次进入战俘营，用抗生素救治战俘们从而得到众人的信任，刘云翔也及时阻止了战俘们以死相拼、鱼死网破的越狱行动，转而让众人接受了自己谋划的逃脱路线。老洪等人则积极的开始挖掘水井通道。因头盖骨现今在亨利的手中，刘云翔向林凯打探师父和亨利的下落，但林凯拒绝透露亨利的下落。水井通道遭遇水泥墙的阻隔，老皮老洪等人试图用开山炸药将其炸开。
日本人羽田接到命令，杀死兵营内剩余的战俘，而佐佐木却想要留下刘云翔活口，以便顺着刘云翔找到头盖骨真实下落。
铃木的事情败露被日本人逮捕，刘云翔等人的计谋同时也遭暴露。情况危急，逃脱还是被杀?拯救的恶战在即!
佐佐木在战俘营认出了刘云翔，正当佐佐木要抓刘云翔时反被王勇制服，同时成连长抓住了一些日方拿战俘做实验的研究员。日军提出与战俘一方交换人质，在与日军的一番争斗之后，战俘们占据了兵营内一处大楼，为越狱前的生存和准备赢得了一定的空间。
佐佐木抓到小杜，欲逼刘云翔出来自首，然而小杜为顾全大局，主动要求刘云翔对他开枪，最终小杜牺牲。佐佐木得知最后接触过头盖骨的美国人亨利的助手林凯就在战俘营内，他这才明白刘云翔找林凯的真实目的。于是佐佐木派人团团围住大楼，誓要抓住林凯和刘云翔。
矿山里也出现了日本军，老洪只得自己炸开地道。日军向战俘们所在的大楼发动进攻，双方激战，战俘们依次撤离。在撤离中林凯中枪，他临死前告诉刘云翔亨利在天津，并且让刘云翔去德国银行找他的舅舅钱汉光。
刘云翔和周玉琴在撤离中没能逃走，被佐佐木送进医院。恰逢红十字会前来医院作调查，刘云翔在调查团遇见了自己的同学卡尔，他立刻向红十字会控诉日军活体实验的暴行。羽田无法阻止红十字会，只能让刘云翔和卡尔二人见面。卡尔想救走刘云翔，可刘云翔却让卡尔先救走周玉琴。
在上海，顾恺的下落一直查不到，而王四易则借机接近梅芳，梅芳告诉王四易她还爱着刘云翔。
