根据学校老师提供的线索，三队迅速赶往工厂展开调查，得知薛家键女友的真实姓名为梁芸，曾在百货大厦担任营业员，后因结婚辞职返乡。卫国平继续在周边走访摸排，同事们对梁芸记忆犹新，隐约记得她辞职时颇为匆忙，连奖金都是委托他人代领的。

顾开岩按计划提审薛家键，出示确凿证据指出他有偷窃女性内衣的癖好，薛家键见无法抵赖，便佯装头痛企图蒙混过关。原本卫国平准备亲自审讯薛家键，却被顾开岩及时阻拦，虽然明知薛家键是在拖延时间，但此刻也不宜逼得太紧。

恰在此时，警员传来发现梁芸住处的消息，卫国平等人立即驱车前往，对房间展开地毯式搜查。卫国平进门时发现电灯毫无反应，显然此处已长期无人居住，当他掀开卧室床垫时，赫然在下面发现了可疑血迹。

顾开岩偶遇宋哲得知案发现场发现女士挎包，随即根据喜帖地址找到举办婚礼的酒店，敏锐地察觉到新娘小雅神色异常，便暗自留心。待婚礼结束后，顾开岩单独约谈小雅，在她的耐心开导下，小雅终于吐露曾在雨夜遭遇陌生男子侵犯，并通过照片指认该男子正是薛家键。

综合目前掌握的线索，薛家键社会关系简单，毕业后留校任教，有晨跑和夜跑的习惯。卫国平推测梁芸的住所极可能是第一案发现场，不由自主将碎尸案与八八案联系起来，但刘顺奎认为可能性不大，毕竟八年前的薛家键还在医学院就读。

正是这个原因，卫国平愈发怀疑年轻气盛的薛家键一时冲动作案，尚未掌握碎尸手法，才会沿用八八案的杀人方式。顾开岩带回新线索告知卫国平，要么目击证人作伪证，要么他们与小雅看到的并非同一人。

随后卫国平再次提审薛家键，注意到他存在习惯性手部颤抖，直接质问对方是否认识自己，以及八年前的行踪。顾开岩察觉情况不对，立即找理由将卫国平带离审讯室，指责他这样只会让案件陷入僵局，表示要用自己的方式查明真相。

卫国平心中郁结难消，找到顾卫东倾诉不满，顾卫东支持女儿的审讯方式，劝他不要感情用事，用八八案的思路调查此案确实困难重重。但卫国平态度坚决，在获得顾卫东批准后，立即联系技术科对薛家键与八八案受害者的皮肤组织进行DNA比对。

接下来的审讯中，顾开岩步步为营，逐渐攻破薛家键的心理防线，迫使其交代犯罪经过。最终薛家键承认曾侵犯一名女子，但坚称只是口头威胁，并无杀人意图。除此之外，薛家键拒不认罪，这让顾开岩倍感棘手，毕竟多数受害者都选择沉默，不敢报警。

案件侦破陷入困境，三队全体队员在办公室一筹莫展，这时传来在梁芸家中发现指纹的消息，众人精神为之一振，若能证实指纹属于薛家键，就能合理推断其杀人嫌疑。然而比对结果令人失望，指纹与薛家键不符，碎尸案再度陷入僵局。

卫国平独自去洗手间冷静，偶然发现水槽里的水泥碎块，联想到尸块袋中的水泥，突然灵光乍现，火速赶往梁芸住所。果然在梁芸家洗手台发现了相同材质的水泥块，还未等他细想，就被赶来的辖区警察当作可疑人员制服。