吏部下达了对文彬会签提审的公文，王廷义催丁宝桢即刻把文彬押送京城，丁宝桢以文彬有病不易舟车劳顿为由推脱，还要上奏折请求皇上复议，王廷义气得咬牙切齿。
丁宝桢派李培荣和陈云飞去抓王权有，发现他已经死在家中，丁宝桢本想通过他调查范义，现在这条线索断了，丁宝桢索性派陈云飞把范义的账目拿回来审核，范义和邵宇宵沆瀣一气，他们的账目一模一样，丁宝桢只好把账目封存作为呈堂证供。
吏部再次下文书要提神文彬，丁宝桢决定继续拖延，他深知要害死文彬的人就在京城，一旦把他送到京城，文彬必死无疑，丁宝桢连夜给皇上写奏折弹劾王廷义。齐嵩汝去采石场走访调查，查出范义曾经拿公文做抵押佘了石料，比工程预算少了几车，齐嵩汝推断范义勇沙土替换了石料，他在采石场见到李阿福，李阿福有重要情况向丁宝桢报告，齐嵩汝立刻回去向丁宝桢汇报情况，丁宝桢让他吧李阿福叫来，然后再去沙土场了解情况。
齐嵩汝通知李阿福去见丁宝桢，李阿福搜集了范义偷工减料的罪证，他担心把这些交上去连累妻儿，想把妻儿转移以后再去见丁宝桢。刘兴派人给范义送信，还送去一小袋三合土样品，索要五千两银子的好处费，范义如约来见刘兴，刘兴把李阿福搜集的沙土样品和记录证据的本子一起交给范义，范义把银票给他，趁其不备把刘兴杀死，还把李阿福搜集的证据全部销毁。
李阿福发现证据和证物被偷走，猜到刘兴拿着去找范义要钱还赌债，他担心刘兴有危险，立刻向丁宝桢报告，丁宝桢跟着李阿福来到交易地点，发现刘兴已经被灭口，丁宝桢担心李阿福的妻儿有危险，李阿福事先把他们转移走了。丁宝桢发现不远处有沙土样品，以及烧毁记录本的灰烬，发誓要把范义绳之以法。
范义担心东窗事发，急匆匆来找邵宇宵和徐沙星商量对策，邵宇宵臭骂他一顿，强行把他赶走，马上给恩承写信求助。丁宝桢备了酒菜来看文彬，文彬感激涕零，发誓要好好报答他，王廷义带人闯进府衙后院要抓文彬，吏部已经下达了第三道公文，他要抓文彬回吏部受审，丁宝桢坚决不同意，坚持要等皇上的圣旨，还下令把王廷义等人抓起来。
恩承得知此事，他担心引火上身，决定丢车保帅把范义交出去。当天夜里，范家突然着大火，有人趁乱闯进去抓范义，范义和家眷早已经逃之夭夭。李培荣奉命监视范义，范义突然失踪了，他赶忙回去向丁宝桢报告，范义是此案的关键人物，如果他再被杀，所有的线索就此中断，丁宝桢连夜带人搜捕范义。
范义带着家眷四处逃命，追杀他的人紧随其后跟来，国忠带兵及时赶到，双方展开激战，国忠身受重伤，范义躲在一边看得清清楚楚，他知道自己在劫难逃，决定向丁宝桢投案自首。范义跟着国忠去见丁宝桢， 一一交代了自己的罪行，他所做的一切都是邵宇宵逼迫的，丁宝桢带他回济南城。
丁宝桢派人去抓徐沙星和邵宇宵，邵宇宵早已经逃走了，徐沙星拒不交代自己的罪行，丁宝桢让范义指证他，他才肯认罪伏法。邵宇宵知道自己在劫难逃，他约丁宝桢见最后一面，丁宝桢只身来赴约，邵宇宵痛哭流涕连连忏悔，他也曾意气风发，想为朝廷和百姓做事，可现在的官场太黑暗，他不得不同流合污，丁宝桢劝他将功赎罪，说出幕后主使，邵宇宵不想连累家人，只是交代他派人杀了刘玉柏，吴主簿不是他杀的，文彬也不是他栽赃陷害的，其他只字不提。丁宝桢气得大发雷霆，狠狠教训了他一顿，邵宇宵事先在酒里下毒，他畏罪自杀了。丁宝桢对范义斩立决，免去了他的家人发配充军。
范义的兄弟在水师效力，他听说范义的事，急匆匆来找丁宝桢解释他与此事无关，丁宝桢相信他的人品，向他打听水师的情况，得知水师官兵没有像样的武器，洋枪洋炮又贵的离谱，丁宝桢派李培荣去买武器炮。
李培荣去找德意志的商人买武器，对方得知朝廷和英国关系闹僵，就趁机加价，李培荣如实向丁宝桢报告此事，德意志的枪炮制作精良，丁宝桢不想放弃，他打听到德意志的亲王施耐德要去直隶，立刻写信向直隶总督张文怀求助。
施耐德刚到直隶，张文怀就登门拜访，没想到英国上校詹姆斯也在，张文怀说明来意，如果德意志按照原价把枪支弹药卖给他，他还可以定制船只，否则一切免谈。
施耐德亲自去见恩承，把詹姆斯的信转交给他，詹姆斯在信里拜托恩承劝说慈禧购买德意志和英国的武器，而且价格高得离谱，恩承不想落下卖国求荣的罪名，这是要掉头的，他二话没说就要把施耐德赶走。施耐德让他说服慈禧给丁宝桢的山东水师购买武器，答应事成给恩承丰厚的报酬，恩承满口答应。
丁宝桢不但治理了水患，还把贪腐赈灾款的贪官揪出来，还收缴了三十万两银子进国库，慈禧要对他进行封赏，恩承趁机在慈禧面前弹劾丁宝桢，口口声声称丁宝桢得罪了施耐德，还怂恿张文怀不要购买德意志的舰船，不但破坏了两国的外交关系，还让德意志趁机涨价，慈禧听信谗言，让张文怀提醒丁宝桢要以大局为重。
丁宝桢收到张文怀的来信，丁宝桢不想花高价买洋人的武器，那都是水师官兵的口粮钱，丁宝桢当即决定在山东开办机器局，彻底摆脱洋人的控制，他让陈云飞把饷银发给官兵，派李培荣和齐嵩汝去请制造武器弹药的师傅。
丁宝桢向朝廷上书要建机器局，张文怀直接把奏折交给慈禧，恩承得知此事，急忙进宫打探消息。李培荣和齐嵩汝很快打听到湖北候补道张荫桓精通武器制造，张荫桓是广东人，熟悉洋务，经常和洋人商谈洋务，他曾经在山东做文书，现在湖广地区做事，丁宝桢都很赏识张荫桓，立刻写信把他叫到济南。
张荫桓千里迢迢来到济南，顾不上舟车劳顿直接来见丁宝桢，他已经做了详细的计划书，丁宝桢如获至宝，对他寄予厚望，张荫桓发誓要警觉起来帮丁宝桢完成心愿。张文怀把丁宝桢的奏折交给慈禧，慈禧权衡再三才勉强答应，她提出一个条件，要派徐建寅做机械局的总办，徐建寅不但翻译过洋人的书，还精通造船技术。
施耐德听说慈禧同意丁宝桢建机器局，立刻去找恩承商量对策，恩承听说徐建寅不好对付，断定丁宝桢的机器局开不成。徐建寅风尘仆仆来到济南，他直接来找丁宝桢，丁宝桢把张荫桓一起叫来，徐建寅和父亲为朝廷修建了第一艘船，他一进门就迫不及待想知道丁宝桢建机器局的选址和生产计划，还要来机器局的图纸。
徐建寅要请洋人工匠帮忙，丁宝桢坚决不干，坚持要自力更生，徐建寅赌气要上书慈禧，张荫桓建议让洋人工匠和本土专家比试一下，徐建寅才肯罢休。丁宝桢请来的军械专家叫曾昭吉，他很快来到济南，陈云飞和金小妹去接他。
比试开始，曾昭吉和洋人工匠组装枪支，曾昭吉为减少后坐力加长枪托，徐建寅对他赞不绝口，主动认输。丁宝桢担心洋人断了机器局的原材料，建议在矿产富饶的地区建厂，张荫桓和徐建寅分头去找。
丁宝桢听说泺口矿产丰富，他带张荫桓，曾昭吉和徐建寅等人去实地考察，把鞋子都磨破毫不在意，张荫桓被他的敬业精神深深感动。詹姆斯听说丁宝桢已经筹建机器局，他来找施耐德商量对策，施耐德也无可奈何，詹姆斯出了一个馊主意，谎称德意志在山东失踪了一个士兵，威逼朝廷向施耐德低头，施耐德趁机提出卖军火给他们，两个人一拍即合。
丁宝桢本想枪炮和弹药一起生产，可朝廷只给了机器局十二万两银子，徐建寅觉得经费远远不够，曾昭吉建议先生产药弹，再生产枪炮，丁宝桢同意他的想法，徐建寅想低价从上海购买洋人手里的旧枪炮，就能腾出经费生产药弹，丁宝桢坚持不用洋人帮忙，就能省下不少钱，这些钱足够生产枪炮，徐建寅无话可说。
曾昭吉主动要求去上海购买机器，徐建寅和张荫桓都争着要去，丁宝桢力排众议派张荫桓去，给曾昭吉和徐建寅安排了其他工作，徐建寅也只好让步。德意志的舰船开到山东沿海，打着搜救失踪士兵的名义到处横冲直撞，李培荣第一时间来向丁宝桢报告，想带兵把德意志的舰船赶走，陈云飞担心引起不必要的麻烦，丁宝桢才意识到应该加强海上防御，他让齐嵩汝通知水师官兵把德意志的舰船赶走，又派他去办一件更重要的事。
机器局建厂占了泺口农民牛春生的地，牛春生突然反悔了，他把卖地的钱还给丁宝桢，丁宝桢答应用一块好地给他交换，牛春生害怕他反悔，要在府衙等消息，丁宝桢连连保证，他才肯离开。为了节省开支，丁宝桢让民工建窑自己生产砖瓦，张荫桓迟迟没有消息，眼看还有五天时间就要开工，徐建寅担心耽误工期，要如实向朝廷报告，丁宝桢让他再等五天。
曾昭吉在家潜心钻研，仅用十两银子就制造了一杆性能优良的枪，这比洋人的枪省了一半的钱，徐建寅担心性能不好，曾昭吉当场试了一下，徐建寅对他心服口服，丁宝桢对曾昭吉赞不绝口。
为了稳固海防，丁宝桢让陈云飞绘制山东海岸沿线的图纸，他从中选了烟台，威海卫和登郡做重点防御据点，丁宝桢想派齐嵩汝招兵买马补充防御兵力。徐建寅打听到张荫桓已经离开上海多日，怀疑他携款潜逃，李培荣拼命为张荫桓辩解，丁宝桢也相信张荫桓的人品，徐建寅要亲自去上海调查此事，丁宝桢让他留下来监督建厂房，想派陈云飞前往，徐建寅坚持要和陈云飞一起去。
齐嵩汝很快在烟台筹集了三个营的兵力，丁宝桢要把他们分到三个据点，加强据点的防御力量。丁宝桢收到丁体常的家信，他一五一十读给钟春兰听。张荫桓风尘仆仆赶回济南，直接来找丁宝桢汇报，他到上海找王五购买机器，王五不但要一万两银子做定金，还派人监视张荫桓，张荫桓偷偷赶往广州，从广州定了机器，不日就会运到济南，丁宝桢念及他舟车劳顿，让他赶快回去休息，然后派人给陈云飞和徐建寅传信。
丁宝桢亲自去烟台视察新招募的新兵，他突然收到陈云飞的信，自从得知张荫桓回到济南以后，徐建寅就失踪了，丁宝桢担心徐建寅被王五控制，拜托上海道台的老相识打听徐建寅的下落，上海道台把这封信转给恩承，恩承赶忙交给慈禧，怀疑丁宝桢把他暗杀了，慈禧想先找到徐建寅再说，想让上海的官员帮忙找人，恩承觉得此事不易扩大，慈禧让他全权处理此事。
丁宝桢迟迟没有收到上海道台的回信，他心急如焚，钟春兰对他好言相劝，建议派李培荣去上海找人，丁宝桢担心无从找起，金小妹突然想起来在上海做生意的威廉，丁宝桢答应找他帮忙。恩承派人去上海找人，要赶在丁宝桢之前找到徐建寅。
陈云飞拜托威廉四处打听徐建寅的下落，终于问出王五的连襟是洋务局的买办。王五把徐建寅绑架，并把他迷晕，王五发现官兵四处打听他和徐建寅，吓得赶忙回家收拾行李，可徐建寅还没有醒过来，他顾不了那么多，带着家人准备逃走，陈云飞和威廉及时赶来，看到徐建寅在床上昏睡，陈云飞用凉水把徐建寅浇醒。
王五拔出匕首威胁威廉，逼陈云飞替张荫桓交一万两定金，陈云飞坚决不答应，威廉搬出朝廷和领事馆相威胁，王五要徐建寅一个月的饭钱一千两银子，威廉和王五讨价还价到100两，王五才肯罢休。威廉和陈云飞护送徐建寅回济南，丁宝桢得知事情经过，亲自下厨做饭菜向威廉表示感谢。
经过丁宝桢和张荫桓等人不懈努力，山东机器局终于建成了，丁宝桢亲手为机器局揭牌，邀请牛春生看守大门，牛春生自然求之不得。丁宝桢心情大好，他回家和钟春兰把酒言欢，今天正好是阴历十五，两个人一起赏月。
机器局第一批药弹终于生产出来，张荫桓请丁宝桢去试发，丁宝桢正为山东无法建炮台的事一筹莫展，张荫桓建议以舰船作为流动炮台，抵御外来之敌，丁宝桢觉得有道理，让他实地考察再来汇报。
丁宝桢用机器局制作的药弹开了一枪，他的枪法百发百中，齐嵩汝发现药弹的穿透力很好，可还是不如洋人的药弹。徐建寅连夜给慈禧写奏折，诬陷丁宝桢搞个人英雄主义，浪费朝廷的银子，制造不合格的药弹等罪名。
丁宝桢召开全员大会，宣布了第一批药弹的差距，想毁了重建，要生产超过洋人的武器弹药，才能让国家强大，他让大家集思广益，找出切实的改进方法，大家一致响应。徐建寅深受触动，把自己弹劾丁宝桢的信撕得粉碎，他承认一直误会了丁宝桢，今天才发现丁宝桢是真心为国为民付出的好官，他和丁宝桢兄弟相称，发誓全力以赴帮丁宝桢。
曾昭吉和徐建寅经过多次试验，终于找到药弹穿透力不够的原因是硝磺纯度不够，牛春生给他提供了富产硝石的矿。丁宝桢想出一个大胆想法，想把生产的药弹卖出去筹建炮台。