深夜，马天明与阿力去章家盗画，却发现章家已被灭门。尾随两人的小四则撞见一个鬼面人离开章家。警笛声传来，三人慌忙离开去找接头人刘江，发现他已被灭口，三人只得坐船离开上海暂避风头。大德洋行总经理朱天德，是中共游击队秘密资金的管理人。国民党特务伪装成地下党前来接头，被朱天德识破，火拼中，特务被杀，朱天德也中枪昏迷。党务调查处陶成凯接手此案，以筹建孤儿院为筹码，把朱天德转入了衡山医院。苏区游击队决定从派遣有医学背景的蔡里昆打入衡山医院，营救朱天德，此行动被命名为“北斗行动”。

薛宁到衡山医院归还蔡里昆落在船上的皮箱，借机试探马天明。陶成凯查出“安徽号”上的火拼是力行社抓捕共产党引起的，也对马天明的身份有所怀疑。小张潜入马天明宿舍发现了他从船上带下来的血衣。陶成凯的副手李全晚他一步入屋搜找，一无所获，只得离开。陈正源是朱天德的主治医师。陶成凯向陈正源打听“蔡里昆”的来历，引起陈正源对马天明的敌意。马天明再次见到白茱莉，言语轻佻，白茱莉不敢相信对方是曾与自己通信往来的蔡里昆博士。

布莱恩病危，马天明推脱手受伤，不能进行手术。白茱莉于心有愧，提出可以当马天明的助手。马天明按照笔记本中的方案，指导白朱莉顺利为布莱恩切除了胆囊。但他身为外科医生却晕血的事，引起其他人的怀疑。鬼脸人跟踪阿力找到了他和小四的住处。薛宁和下属武探目也通过郎中提供的线索找上门来。阿力和小四躲过追捕。薛宁发现有人在追杀马家兄弟。白茱莉请薛宁帮忙救助孤儿，但警察赶到时，已人去楼空。白茱莉回想起牛二看见马天明时的反应，怀疑两人相识。

马天明用一枚戒指收买牛二，让他帮着打听小四的下落。马天明回医院告诉白茱莉，牛二的目的只有钱，他会帮忙救出孩子，让白茱莉别再插手。蔡里昆被当成韩诚送进衡山医院，他决定继续假装昏迷，见机行事。马天明认出蔡里昆，向白茱莉打听他的病情，得知他随时可能醒来。夜里，小张和马天明先后潜入蔡里昆的病房，发现了彼此。力行社得知蔡里昆转院，不愿放弃这条线索，又顾虑陶成凯的势力，让曲如森以大学教授的身份进入衡山医院疗养，暗中调查。

白茱莉从马天明抽屉里找了的镇静剂，误会他想用卑鄙的手段扳倒陈正源，让他立刻离开医院。马天明解释只想让蔡里昆晚醒几天，他有必须留在医院的苦衷，等事情一解决他就会离开，求白茱莉不要揭穿他。马天明制造假火灾引开众人，准备再次给蔡里昆注射镇静剂，反被装睡的蔡里昆制服。蔡里昆要马天明配合自己，否则就揭穿他的身份。陈正源又在蔡里昆病房里撞见马天明，大发雷霆，两人争执不下，苏院长决定让两人共同负责蔡里昆的治疗。