另一個潛伏的國民黨特務，報社的簡社長見到袁山被攔，拿出自己的證件爲他擔保，袁山才得以進入飯店內。袁山找了個藉口離開謝音夢，獨自進入了儲物間，特務阿六利用假通行證也順利進入了飯店，在儲物間與袁山匯合，二人只等着微型雷管就可以組裝成炸彈。李文蕾在前臺得到一個混進來的特務的口信，讓她去儲物間交貨，李文蕾沒有意識到危險，獨自向儲物間走去。

謝音夢遍尋袁山不見，來到飯店的走廊上正巧碰見了李漢超等人，無意間她說起了自己把李文蕾的身份透露給袁山的事，張漢超猛然反應過來，情況危急下直接奔儲物間而去。儲物間內，阿六和袁山從門縫中看到了李文蕾，袁山這才意識到是一個陷阱，但他沒有選擇拼命，而是讓阿六當替罪羊，威脅阿六承認自己是祝組長，然後佯作被阿六綁架，李文蕾進入儲物間見到兩人情形的同時，也被阿六用槍逼住。

袁山裝作與阿六拼命，並被他打傷，李文蕾將阿六摁倒在地，埋伏在門外的楊誠等人進來一看，又聽到李文蕾說是袁山救了她，都是反應不及。金山飯店內公安局出動人手，將一干特務全部抓捕歸案，袁山則被送上了救護車。審訊室內，阿六對自己就是祝組長供認不諱，並且編造了一大套天衣無縫的謊話讓專案組相信他就是祝組長。

專案組幾經提審，阿六堅執稱自己是祝組長，有關祝組長其它的傳聞都是他放出的煙幕，而且他從開始就準備嫁禍與袁山。專案組在阿六的工作單位和家裏搜查，查獲了槍支和電臺、密碼本，同時，上海公安系統也在深查阿六的背景中發現，阿六是一個老牌軍統特務，毛人鳳讓他來負責整個刺殺計劃是存在很大可能的。

公安局向外界宣佈這宗國民黨特務刺殺案已經告破，而袁山轉眼成了勇鬥敵特的英雄。專案組去醫院看望了袁山，謝音夢也高興地以爲解除了誤會，邀請專案組來看他們劇團的表演。專案組就要返回北京了，但幾個人都有些興奮不起來，隱約覺得這次的案件缺少了什麼。簡社長以看望的名義來醫院找到袁山，告訴他上面交代要在下星期的代表大會上製造一起驚天大案。

一個趕車送糧食的在野外發現了越劇團助理的屍體，連忙報警，公安詳細勘查了拋屍現場。而在此同時，等待回京的專案組終於得空休息一天，王黎生和楊誠各自要去上海逛逛，李文蕾拿出了幾張謝音夢的戲票，專案組四人到底還是統一行動，去越劇團觀看了梁祝。