趙運達(劉牧 飾)前去日本憲兵隊找李同(滕文昊 飾)了解城南小樹林發生的情況，葉青也來百貨店找趙運達，告訴他日本人在城南小樹林找到了北京人頭蓋骨，商量如何阻止日軍的進一步行動。趙運達刻意回避著方依琳(亦涵 飾)的同時，方依琳對趙運達與李同和葉青的頻繁接觸也產生了懷疑。

葉青獨自找到李同，要他幫助盡快把頭蓋骨幫她弄到手，但李同認為這風險太大。葉青在情急之下以死相逼，讓李同務必查找到北京人頭蓋骨的下落。藤田從東京請到了考古學家長谷川教授已經來到北平，讓他對頭蓋骨的真偽進行鑒定。

然而，太田卻另有打算，他并不希望長谷川盡快接觸到頭蓋骨使得藤田搶得頭功，而是設法拖延鑒定的時間。太田又命令小野，如果頭蓋骨萬一是真的，就讓中村喬裝成土匪埋伏在運送頭蓋骨的途中進行搶劫，然而中村他們在雪地中并未等到藤田人馬的到來。

當長谷川鑒定頭蓋骨后認定是毫無價值的假貨。原來，這一切都是胡大山(樊少皇 飾)設計好的計謀，頭蓋骨也是胡大山造假的，胡大山一伙正在他的鏟幫與兄弟慶祝自己的計劃成功，聽到這個消息的老三迅速把這一情況報告了葉青。

假頭蓋骨的事情讓藤田和太田大失顏面，氣急敗壞的太田發誓要鏟除胡大山以解心頭之恨。中村命令殷耀東要盡快查找到胡大山的下落，殷耀東開始布置人馬大肆搜捕，并四處張貼對胡大山的通緝令。