乔楚生与路垚在关玳梁的实验室展开细致勘察，白幼宁匆匆赶来催促二人尽快结案，她提醒道校董多为洋人，若不能及时破案，乔楚生将面临失业风险，路垚也会颜面尽失，但两人对此毫不在意。路垚对案发现场进行了周密检查，排除了凶手从门窗潜入的可能性；白幼宁则提供了关玳梁的详细背景资料；乔楚生逐一询问在场学生，确认案发时段无人进出实验室。

乔楚生调查得知关玳梁两天前进入实验楼后便再未现身，验尸报告显示其死亡时间在凌晨十二点至四点间，受福尔马林影响暂时无法确定具体死因。路垚锁定案发时段在实验楼的三名嫌疑人：关瑁梁、刘雁声和林霭。乔楚生对三人展开突击审讯，发现他们均无不在场证明且应答如流，遂派人深入调查三人背景。

路垚重返停尸间，发现死者气管、食管及鼻腔均遭严重腐蚀。他再次检查玻璃缸时，白幼宁紧随其后。路垚在缸内发现福尔马林与高锰酸钾残留物，由此推断凶手将混合液灌入死者体内，产生腐蚀性气体从七窍喷出，制造出"诈尸"假象。突然，窗外掠过一道黑影，二人追出时凶手已逃之夭夭。白幼宁欲追击，被路垚急切拦下，声称不愿失去这位室友。

路垚向乔楚生与验尸官详细阐述推理过程，众人难以理解凶手与死者之间竟有如此深仇大恨。次日清晨，乔楚生查到刘雁声曾与关玳梁合作研发流行性脑脊髓炎项目，后因项目被禁而反目。路垚虽认可其作案动机却仍贪睡不起，直到被乔楚生泼水才不情愿地开始查案。

乔楚生进一步查出关瑁梁曾为遗产与死者激烈争执。审讯中，路垚揭发关瑁梁昨夜返回实验室取走的玫瑰糕中藏有砒霜——预先撒上的高锰酸钾颗粒仍残留其手上。尽管关瑁梁矢口否认弑兄，但乔楚生发现其近期还清了所有债务。路垚分析其仅为杀人未遂，真凶另有其人。

关瑁梁最终供认，因债主逼迫企图用毒糕点谋夺遗产，但终未下手。得知兄长死讯后担心被疑，遂连夜取回证物。乔楚生责备路垚徒劳无功之际，验尸官在死者后脑发现致命针孔，确认系医学院探针直刺延髓所致。

路垚查阅化学品领取记录时偶遇刘墨，对方因留学时被带累留级的旧怨追打不休。路垚仓皇逃至医学院禽舍，意外发现刘雁声作为负责人可大量获取涉案化学品。当二人前往抓捕时，竟发现刘雁声以同样手法遇害。

白幼宁抢先报道福尔马林连环杀人案引发社会轰动。白启礼施压乔楚生速破此案，意图借校董身份打破洋人对医学的垄断。路垚指责报道将导致遗体捐赠锐减，白幼宁却查出刘雁声曾公开征集尸体。

白幼宁采访刘墨时，对方恶意诋毁路垚的人品。与此同时，路垚走访林霭的出租屋，发现其对案发当日连续八小时驻守实验室的解释漏洞百出。通过观察其奢侈生活与两年前贫困境遇的强烈反差，路垚怀疑更深，遂前往实验室核实其说辞。