张离将荒木惟试图获取重庆兵工厂分布图的计划汇报给组织，并希望组织能够支持她配合陈山的行动；她认为借助陈山的计划，将有机会成功打入日本特务机关内部。周海潮在街上偶遇江元宝，江元宝见情况不对转身就逃，但仍被周海潮追上。周海潮发现江元宝身上的特殊印记，便认定他已被日本人收买，江元宝急忙辩解自己并非汉奸，回重庆只是为了接走妻子。见周海潮执意要逮捕自己，江元宝为转移对方注意力，说出现在的肖正国是假冒的，周海潮听后大喜，自觉终于抓住了陈山的把柄。

费正鹏、余小晚与陈山正等待张离一同吃饭时，周海潮带着江元宝突然出现。周海潮得意地看向陈山，江元宝则当众指认陈山假冒肖正国，并详细描述自己在上海见到陈山的情形。陈山镇定自若，建议周海潮将江元宝带回第二处进行身份甄别。周海潮冷笑着提出要为陈山验血，与肖正国在黄埔军校留下的体检报告进行比对。费正鹏出面阻止周海潮带走陈山，周海潮却出示关永山亲笔签署的逮捕令以施压。余小晚堵在门口坚决不让带人，陈山则从容交出手枪，表现得毫不在意。就在陈山与费正鹏、余小晚道别之际，江元宝趁乱逃脱。

陈山被带回第二处接受验血，费正鹏前去质问关永山。关永山表示这是为费正鹏考虑，强调若陈山真是日本间谍，费正鹏很可能被视作同党。他还告诉费正鹏，在肖正国的体检报告送达第二处之前，自己不会将消息对外泄露。

余小晚因担心陈山而难以入眠，不知不觉间，陈山已在她心中占据重要位置。她恳求张离帮忙救出陈山，张离答应会设法相助。陈山身份遭疑的消息很快被千田英子得知，她慌忙向荒木惟报告，荒木惟却仍保持镇定，只吩咐千田英子先打探情况。张离通过贿赂看守阿强，以送被子为借口进入监禁室探望陈山。

张离正在鼓励陈山竭尽全力摆脱困境时，周海潮来到监禁室对陈山冷嘲热讽。陈山注意到周海潮怀表上有多道划痕，联想到李伯钧临死前可能正是想让他看这块表。他推测肖正国很可能为周海潮所杀，张离也从种种线索中推断出杀害肖正国和李伯钧的凶手大概率是周海潮。只要找到证据揭穿周海潮的罪行，陈山便有很大机会成功脱身并逆转局势。

张离前往李伯钧家中仔细搜查，最终找到了刘成寄给李伯钧的信。她立即将信交给费正鹏，并陈述了自己的推断，费正鹏听后神情严肃，沉默良久。洪京军正准备向周海潮报告张离找过费正鹏时，阿强匆忙赶来告知周海潮，江元宝的行踪已被发现。周海潮暗中潜入江元宝家中，发现他正与妻子收拾行李准备逃离。张离安慰余小晚，请她再耐心等待几天，事情很快便会水落石出。