欧阳教授经过试验，终于研究出一种破解日军“一号毒气”的解毒剂。石井欣喜若狂，立即投入试用。为逼迫教授研制出新的解毒剂，石井再次带教授观看“活体试验”，欧阳教授痛苦难当，只得答应他们继续合作。
入夜，龙战海偷偷潜入欧阳教授房间，找到教授，亮明身份，欧阳教授欣喜。龙战海将消息由鸽子“狗蛋”传回，等待下一步指示。侯振国接到情报，决定由崇大宝带领自己去见崇再德，彻底弄清香水厂内部结构情况，以便行动准确。
崇大宝带侯振国来到崇府，大宝忐忑不安唤醒崇再德夫妻，当得知八路军到来，崇再德惶恐不安。大宝佯称八路军是想与他商议夺回崇记面粉厂之事，崇再德勉强答应和侯振国会面。
侯振国向崇再德道出石井强占面粉厂实验毒气的阴谋，以及毒气惨无人道的后果，崇再德十分震惊，答应配合营救欧阳教授，并亲自绘出面粉厂内部地形图。
侯振国根据地形图，向曹双亮等行动队员布置任务。并吩咐刘奎、泥鳅等人在外围接应，大宝、二丫、铁头、狗娃在家守候。大宝等四人商议后，决定偷偷跟随参加行动。
关键时刻，石井到来，带走欧阳教授。侯振国率行动队通过排水沟进入香水厂，随即与日军展开激战。
泥鳅协助龙战海救出教授，侯振国、曹双亮等行动队员与石井等人进行博斗。龙战海命泥鳅看守教授，自己潜入实验室，捣毁敌实验设备。曹双亮驾驶敌大篷车载上众人冲出香水厂。负责接应的刘奎、二丫与追击的石井等人战在一处。众人齐心协力，击败了石井一伙，成功解救出欧阳教授。
面对实验室一片狼藉，石井暴跳如雷，急忙向冈山报告，要求立刻展开全城搜捕，被恼怒的冈山一口拒绝。侯振国决定尽快带教授离开保定，返回根据地。气急败坏的石井硬闯冈山司令部，恳请其派兵搜捕，冈山勉强答应。
侯振国率龙战海等人化装成日本杂耍班，乘坐大篷车护送欧阳教授冲出保定城。矶谷闻知，兴师问罪，将石井关押，并痛斥冈山配合不力。石井与大和班成员告别。
冲破日军层层封锁，侯振国率众进入根据地。欧阳教授与杨司令等分区首长见面，感慨万分。，他表示一定要将自己平生所学贡献给国家和人民。经过欧阳教授为凤姑确诊，并将在日军实验室偷偷私藏的解毒剂为凤姑注射，凤姑转危为安。
面对根据地困难局面，中医世家出身的欧阳教授决定配制中草药治疗毒气病症。他亲率龙战海、刘奎等人上山采药。
龙战海为采集草药，冒险攀上悬崖绝壁，几人满载而归。凤姑病情逐渐痊愈，她向吴医生敞开心扉、表露衷肠，倾叙对龙战海的爱慕。从吴医生口中她第一次听到恋爱自由、婚姻自主的道理。龙战海将药给凤姑送来，凤姑惦念起尚在保定城里的大宝、二丫等人。
为离开保定，大宝带铁头、狗娃二人来到崇记商号，命掌柜准备面粉、酒肉等物品，并提供一挂马车。掌柜惧怕东家少爷，只得按其吩咐应允。崇大宝带二丫等人打着崇记商号的旗子，乘坐马车、拉着东西大摇大摆赶往城门。到城门处谎称出城走亲戚，骗过盘查的日军，顺利出城。
崇大宝按侯振国临行前的嘱托，带众人来到李庄镇山货行找邢老板接头。八路军交通站负责人邢老板查明大宝等人身份后，当即命交通员亮子护送一行人前往分区根据地。
根据地里，刘奎背来一捆柴火堆到大篷车下，想一把火烧掉石井的大篷车，被龙战海发现，匆忙上前将火灭掉，声称他要研究大篷车的机关和暗器。
分区杨司令命侯振国立刻组建一支特殊武工队，摧毁鬼子的毒气实验基地。为掩盖秘密研制毒气的“天使计划”阴谋，矶谷受命解除对石井的处罚，并责令其将东洋香水厂的毒气实验室搬离保定，迁往仙人堡。
