军统上海站站长尚义之与黄超接头，并且根据查证得知顾恺真名是顾志凯。正当尚义之黄超二人准备离开时，却卷入了不明人员刺杀日军军官的事件中，尚义之中枪身亡，黄超也随之暴露。
黄超通知王四易和梅芳转移，王四易通知梅芳顾恺的真实身份。梅芳化妆前往任泰诊所汇报，却被日本特务发现。河野审问庞雨，得知任泰就是中共虹口区委张书记。立刻组织毕晓云乔装成带孩子的妇女去抓捕。双方狭路相逢，毕晓云以孩子和刘护士为人质，要挟张书记投降。老宋冒充张书记站出来，救下人并掩护张书记逃走后服毒殉国。梅芳在与日本人的激烈枪战中受重伤幸被王四易所救，二人在黄超的营救下从日本人手下逃脱。
黄超开车带着王四易、梅芳找到一家诊所，梅芳中弹失血过多，为救梅芳王四易提出自己是O型血可以为她输血。正当王四易为梅芳大量输血身体虚落之时，毕晓云追到诊所要杀梅芳，危机之下王四易告诉她让他们活命才能找到头骨。河野将王四易、梅芳二人转到医院，准备继续从他们身上追寻头盖骨线索。王四易、梅芳清醒后，制服医生并通过黄超的营救逃出日本人的掌控。
王四易用警察局电讯处长胡长贵的妻儿当人质，让胡长贵联系顾志凯出来会见。顾志凯赴约之际预感情况有变，留下信息通知军统人员并欲逃走，但王四易等人还是抓到了顾志凯，并由此找到陈亚菊。军统情报处长邓荣看到顾志凯留下的信息后，也派人来找陈亚菊。王四易和陈亚菊见面，欲让她说出箱子下落，陈亚菊却开枪打死顾志凯。这时军统邓荣的人马赶到，王四易和陈亚菊二人奋力杀了出去。
原来陈亚菊的真实身份是抗日铁血团的成员，她接近顾志凯的目的是刺杀邓荣。陈亚菊要求王四易、梅芳配合自己，待刺杀邓荣成功后，她才会说出装有头盖骨箱子的下落。
此时在秦皇岛，卡尔准备营救刘周二人，但红十字会调查组长布鲁斯却不同意卡尔营救刘云翔。面对布鲁斯坚决的决定，卡尔无能为力，刘云翔请求卡尔务必救走周玉琴，并让卡尔转告周玉琴去天津找亨利和钱汉光。同时在刘云翔的要求下，卡尔给了他一瓶氯化钾。佐佐木再一次被河野当成替罪羊，准备押回东京接受审判。毕晓云把这一消息告诉佐佐木，自知接受审判可能会一去不回的他来到刘云翔病房，准备杀掉刘云翔，却被刘云翔激起最后较量一次的斗志。
抗日铁血团团员徐亚菊欲勾引好色的邓荣完成刺杀目的，梅芳、王四易协助徐亚菊，黄超不太情愿地加入到这次行动中。准备剖腹自尽的佐佐木改变了主意，他给刘云翔注射了一剂伤寒针，然后绑架刘云翔将其从医院中带出，佐佐木逼迫刘云翔说出头盖骨的下落。
为了不让体内细菌传染更多的人，刘云翔带佐佐木奔赴天津去找亨利。老洪劫持了日本海军医院院长小泉村太郎，命令小泉说出刘云翔和周玉琴所在医院的位置，准备随时打入医院救走刘云翔、玉琴。
毕晓云与河野猜到了徐亚菊的刺杀计划。在徐亚菊执行刺杀计划之前，来到了舞厅，组织了刺杀。舞厅发生了混战，地下党张书记派人参加了战斗。混战中，黄超中枪身亡，王四易逃脱，徐亚菊把毒药藏于口中，在于邓荣接吻之际，毒死邓荣，与邓荣同归于尽。
赵亮等人混入海军医院，救走卡尔和周玉琴。正要走出医院，却被羽田发现，他开车追击赵亮等人，卡尔为了保护玉琴献出了自己的生命。万分悲痛的周玉琴就地掩埋卡尔后，要去天津寻找刘云翔。徐亚菊牺牲前留下一张纸条给梅芳，说出了箱子里并没有梅芳要的东西，但纸条里她却意外的说出了亨利的去处，梅芳顿觉柳暗花明。而王四易背着梅芳向河野汇报了亨利去处的情况。
河野和毕晓云分析王四易的情报后，他们调查出林凯是天津人，也确定佐佐木和刘云翔也去了天津。佐佐木告诉刘云翔王四易是一个军统、中共和日本人的三面间谍，并给他看了王四易和自己的合影。事实面前，刘云翔崩溃，他不敢相信他从小到大的拜把兄弟竟会是三面间谍。次日凌晨，刘云翔佯装提前病发，他对佐佐木说出一个亨利在天津的假地址，让佐佐木给自己注射抗生素并伺机逃跑。
