邵小毛(周毅 饰)接到 吴敏(陶昕然 饰)的报案电话后告诉万大齐(张志宏 饰)，两人前往云南大学。万大齐勘查现场后让吴敏好好睡一觉就走了。吴敏不高兴地回到地下室，耿光明向吴敏表明自己的身份。耿光明和钱厚海得知自己被国民党骗去研究化学武器之后，就悄悄地偷出了化学武器，并一直在研究销毁它们的方法。徐三德行动失败， 汤伯凡(姚安濂 饰)决定亲自去云南大学。
曹政(冯远征 饰)梁志强(王欢 饰)来找吴敏，发觉有些异样。耿光明在吴敏的帮助下，终于成功找到销毁化学武器的方法。梁志强突然闯入实验室，曹政趁机观察，推断耿光明一直在云南大学的化学实验室。曹政找杜旭原汇报情况，认为几起案件都和汤伯凡及化学武器有关，杜旭原对于曹政要进云南大学的申请需要向上级请示。认为兵贵神速的曹政安排治安处的同志们严密控制云南大学，务必找到耿光明。
汤伯凡避开治安处的视线进入云南大学，并用马脸引开了他们。吴敏乔装成耿光明的样子出门，万大齐尾随。甩掉了万大齐的吴敏却被赖广仁抓住，幸好万大齐及时赶到，赖广仁逃走。汤伯凡在吴敏的照片前驻足许久，喃喃自语。曹政发现汤伯凡，紧紧追寻，两人在实验室对峙。汤伯凡承认自己到昆明是来找化学武器的，还挑衅曹政打赌，看最后谁能拿到这批化学武器。回到云安旅社，汤伯凡手中拿着吴敏的照片陷入回忆。