鲁平(谭洋 饰)安排人马监视周树林姘妇家的门口，有了收获。神仙派人给门上系上了红布条，这意味着当天清晨，周树林可以与神仙在后山上见面。

周树林带领全体侦查员，连夜带着周树林赶到后山上埋伏，准备抓住神仙。

清晨，带着面具的神仙终于诡秘地出现在了周树林的面前。她询问周树林侦查科的人对他调查的情况，周树林还没有反应过来，神仙掏出手枪，将周树林打死。侦查员们跳起来，准备抓捕神仙，身手敏捷的神仙与侦查员们展开了枪战。

躲在暗处的刘猛(王鹤鸣 饰)冲上去，抱住神仙，一把撕开了她的面具，神仙开枪将刘猛打成了重伤。众人急忙将刘猛送到后方医院救治，神仙趁机逃脱了。

刘猛生命垂危，但是只有他见过神仙的真面目，在医院里，刘猛挣扎着告诉鲁平，那个神仙自己见过，就在鲁平办公室里的照片上。鲁平猛醒，冲回办公室，找到了洗印好的关梅(舒萌楠 饰)与田秀玲(- 饰)的照片，拿到医院叫刘猛指认，刘猛告诉鲁平，那个女人是田秀玲。

在军委机要局宿舍，已经暴露的田秀玲慌张地收拾着行装，关梅关切地问田秀玲怎么回事，田秀玲谎称自己的姑姑病了，需要赶过去探望。关梅好心地建议自己陪田秀玲前往。田秀玲欣然答应了关梅的建议。

关梅与田秀玲出了延安城，走上了大路。

鲁平带人赶到军委机要局，发现田秀玲已经逃脱，连忙带人追赶。

关梅在路上感觉到了田秀玲的异样，准备拔枪的时候，发现田秀玲已经把自己的手枪握在了手里。田秀玲挟持关梅，正在这个时候，鲁平赶到。双方发生对峙。

鲁平与关梅凭借着多年的默契，鲁平开枪击毙了田秀玲。关梅脱险。

鲁平在田秀玲的箱子里，发现了佛爷给他的密写信，佛爷终于露出了马脚。