警方接到一通求救電話，報警人正是失蹤多日的肖華軍，語氣極其慌亂且急促，充斥著無盡絕望。奈何警方通過定位抵達拆遷區時，肖華軍早已墜樓身亡，冷小兵聯系不上夏木，便打電話通知劉宇盡快去案發現場。
此時夏木在市場小販的攙扶下，總算是離開了那片豬肉攤，一路踉蹌地跑進樓道，果然在電梯間碰見沈雨。面對夏木的質問，沈雨解釋自己去商店買了早點，并且主動展示布兜里的食物，反倒是夏木襯衫沾染的豬血，令她大為驚訝。
夏木看不出沈雨的可疑之處，只得先行離開，結果在車上煎熬難耐，隨便找個借口去趟洗手間，一邊用水清洗衣服的血跡，一邊讓自己保持鎮定。早在此之前，心理醫生為夏木配藥時，已事先告知這種藥的副作用，服下以后會出現反應遲鈍，以及記憶力下降。
來到案發現場時，勘查工作已經進行的差不多，幾個技術員正收拾東西準備離開，夏木向冷小兵匯報了跟蹤進展，確認沈雨在八點半左右出門，一直到回家也未曾來過爛尾樓。由于這片爛尾樓周圍都是水泥地，所以無法辨別是否有第二人出現在現場。
夏木知道自己暈倒的那段時間，沈雨很可能作案，于是想找冷小兵坦白，結果路過高鵬的辦公室，主動進去反映情況。高鵬先安撫夏木回去休息，緊接將冷小兵叫來，一同商討關于他在重案組的去留。
然而冷小兵通過這段時間的觀察，認為夏木確實是個好警察，說了下好話，也就不再計較過錯，可以繼續留在重案組。與此同時，夏木獨自坐在家中發呆，先前種種回憶以現實方式，不斷閃現在他面前，打破了虛幻與真實的壁壘，構成一個全新空間，不可遏制地顫抖，直至陷入昏迷。
隔天重案組開會分析案情，老顧發現幾處不尋常的地方，倘若普通人如果選擇自殺，從樓頂墜落位置看來，大體不超過特別夸張的范圍，可是演算肖華軍的行動軌跡，發現他在自殺之時，既不是自然下墜，也不是有人推下去，而是助跑跳樓，最終落在與樓間隔很遠的距離。
除此之外，在肖華軍跳樓的地方，技術人員找到了馬煜丟失的登山包，里面放著電擊棒和繩索，上面均檢出了受害人的DNA以及嫌疑人肖華軍的指紋，登山包里有許多血跡。根據種屬試驗顯示，那些血跡都是屬于動物，另外包內還找到很多被燒焦的狗毛，對比森林公園的腳印體重，確認是肖華軍殺害馬煜。
110報警中心轉過來昨晚通話錄音，聽著肖華軍略不自然的求救，重復著兩句話，隨之驟然中斷。正是因為兇手肖華軍已死，高鵬向市局申請中止調查此案，冷小兵對于沒揪出沈雨十分不甘心，獨自去調取她家小區監控，結果看到電梯間所發生的一幕。
劉宇調取了肖華軍父親的資料，意外此人生前酗酒斗毆，有過坐牢的案底，似乎與妻兒關系不好。后來肖父找了份閑差，便是給爛尾樓看工地，偏巧趕上肖華軍過來索要生活費，親眼目睹父親喝得酩酊大醉，失足墜亡。
看著那份卷宗內容，其中有關于肖華軍的筆錄，引起夏木的注意，甚至覺得有些奇怪，畢竟他那時僅有十七歲，在經歷親人死亡還能如此理智，全面陳述經過，實在是不可思議。因此冷小兵和夏木又去找肖母談話，從而了解到肖父有家暴行為，經常對她和兒子打罵。
肖母講到一個細節，便是肖父墜樓當晚，肖華軍獨自在家里嘟嘟囔囔，第二天去警局做了筆錄。現在冷小兵非常疑惑，肖華軍從何處得到這么縝密的一份筆錄，夏木想到了沈雨，于是他倆特地將沈雨帶到爛尾樓。
冷小兵知道今天是沈雨的生日，專門給她準備了蛋糕和花束，又故意提及肖華軍的死亡經過，試探她的反應。沈雨一言不發地盯著前方，思緒也隨同晚風飄遠，恍然回到三年前，那是她親眼看到肖華軍被父親毆打的畫面。
當時沈雨不斷大聲呼喚著肖華軍，鼓勵他應該學會反抗，也正是如此，肖華軍失手將父親推下樓。而在昨夜，還是這個記憶猶新的地方，肖華軍的情緒逐漸崩潰，甚至開始出現幻覺，以至于把她當成肖父，所以才會不顧一切地往前跑，結束了年輕的生命。
盡管沈雨一如既往地冷靜，所有回應都是滴水不漏，可她與冷小兵的談話過程，已被躲在角落里的夏木拍成照片。第二天早上，冷小兵來到安定醫院打聽沈雨的父親沈海洋，早年間在此任職，后來下落不明，除了有幾張年輕時候的照片，其他關于工作日記、考勤以及檔案全都消失不見。
夏金蘭遇害當天，沈海洋一反常態地出了門，穿戴深色工裝以及帽子，從清早到天黑，始終未再露面。直至深更半夜，沈雨隱約聽到門口有聲音，走過去不見人影，反倒是柜子里的衣服全都消失，僅給她留下兩封信。
自此之后，每當沈雨要過生日，都會收到憑空出現的禮物，向來習慣已久的她也不像最初那么手足無措，而是熟練地拿來專業工具檢查禮物箱，可惜依舊是干干凈凈，毫無任何指紋以及線索。
看著紙箱里的禮物，沈雨思念父親的情緒涌上心頭，當初留給自己的兩封信，有一封是表示他已遇到麻煩，需要暫時躲藏起來，所以要讓沈雨將他的東西以及寫下的每個字都清理掉，十五天后再去派出所報案失蹤，而另外一封信則寫好失蹤理由，盡管是強調與心愛女人私奔，實則是做戲給外人看。
正因沈雨知道沈海洋的秘密，并且為秘密保守了十幾年，所以想要找到父親的念頭更加迫切，尤其通過好友胡刀刀對冷小兵進行了調查，證實他是參與海舟案的警察之一，不動聲色地進行著接下來的部署。
反觀海舟市局這邊，忽然迎來一位疑似兇手的嫌疑人，此人名叫何偉光，起因是與人發生推搡，最終導致店經理劉莉突然死亡。根據何偉光的交代，表示自己路過小榮藥房看到劉莉在搞店慶活動，忍不住上前批評斥責，結果當場起了爭執，雖然動手可也僅是輕輕一推，哪曾想她竟倒地不起。
冷小兵在審訊過程中，留意到何偉光右手燙傷，況且又戴著帽子，瞬間喚起他極其不好的回憶。何偉光解釋自己是在屠宰場干著殺雞工作，手上的燙傷是半年前意外碰了開水，盡管如此，這番話還是不足以取信于冷小兵和夏木。
經過警方檢驗報告，證實劉莉死于急性心肌梗死，屬于過度勞累導致，與何偉光沒有直接關系。如今二十四小時已到，按照規定是要放人，夏木懷疑他就是當年的兇手，為此拿著相同的工裝來到屠宰場試探，謊稱讓他幫忙當模特。
然而何偉光剛換完工裝，發現冷小兵竟也來到屠宰場。兩人先后出現，一直盯著何偉光看，著實給他嚇得心里發毛，實在是忍受不了，于是便讓冷小兵先將他抓進去。恰巧此時，劉莉的家屬紛紛找上門報復。夏木阻止這伙人的打砸破壞，冷小兵則及時亮出證件，制止了他們的行為。
與此同時，沈雨主動去找胡刀刀，向他索要有關于夏木的病例，得知他有個主治醫生潘閩生，近期要在海舟市開辦心理學年會以及講座，答應會幫沈雨弄來邀請函。胡刀刀好奇沈雨為何要調查冷小兵和夏木，畢竟幾個人之間的生活并無任何交集，沈雨主動聊起父親失蹤的事情，如實告知事情。
事實上，從沈雨收到沈海洋的第一份生日禮物開始，就在時刻關注著海舟案的任何消息，縱然無法確定他是這起案子的兇手，可至少說明有很大關系。奈何沈海洋太過謹慎，每次寄來的禮物都沒有任何指紋，包括郵寄地址，沈雨找不到他真正的藏身之處，只覺得總在自己身邊，便想讓胡刀刀以旁觀者的角度尋找其他線索。
離開屠宰場后，夏木看出冷小兵的遲疑，追問他是否確認何偉光的兇手身份。曾經冷小兵承諾永遠不會忘記兇手的眼睛，所以夏木才沒有向警察交代事情，供出他放走兇手的事情，可現在冷小兵的遲疑讓他失望。
冷小兵認為自己已經犯過錯誤，不想再犯一次，因為何偉光不是兇手，就不該濫用職權抓他回警局。夏木不愿再多說，隨即轉身離開，臨走時順走冷小兵的檔案柜鑰匙，決定親自調查海舟案真相。
而在另一方面，何偉光的內心飽受譴責，總覺得劉莉的死與自己有莫大關系，索性在朋友的介紹下，來到海舟醫院的心理科室，沈雨看到何偉光穿著工裝進門的那一刻，恍然以為是父親回來，險些激動落淚，可當仔細觀察來人長相，不由感到失望。
何偉光向沈雨傾述這幾天發生的事情，尚未留意到沈雨的視線緊盯著右手的燙傷處。沈雨故作鎮定地詢問了些事情，隨即調配助眠的藥物，甚至送給他一個隨身聽，里面都是用于輔助治療的音樂。
夏木偷偷進入高鵬辦公室，試圖偷取卷宗未果，反被冷小兵發現，兩人為此發生爭執。冷小兵表示自己從夏木來到警局那天開始，便知道他的真正目的，但是沒想到他會有這么大的膽子，倘若再晚來一步，恐怕性質可就變了。
然而夏木卻堅持要看海舟案的卷宗，指責冷小兵根本沒想過要繼續查下去，因為他害怕秘密會被人發現，所得到的榮譽全都消失。正因如此，夏木質疑冷小兵其實早就找到證據，只不過在刻意隱瞞，就像當年那般膽小懦弱。
沈雨以夏木現任主治醫生的身份，通過心理學論壇，順利接觸到潘閩生，從他口中大概了解到一些情況。事實上，夏木早在入警之前，心理治療狀況已經痊愈，之所以會有現在的創傷癥表現，說明他是受到新的刺激源，誘發了童年的創傷。
潘閩生提醒沈雨，夏木現階段的心理狀態，極有可能與他曾經生活的濕地保護站有關。沈雨向潘閩生要來了夏木的病例，并以夏木的身份為由，叮囑他務必要對警方保守秘密。恰巧黃院長也在現場，看到沈雨和潘閩生道別的畫面。
為避免惹人懷疑，沈雨否認自己認識潘閩生，而黃院長沒有多想，主動提及之前冷小兵到安定醫院了解沈海洋的情況。聽到黃院長的話，沈雨不禁想起當初父親失蹤后，她親自去安定醫院從檔案室拿走父親的資料以及燒毀過程。
陳涵查看監控，發現九點零九分的時候，夏木出現在肉類市場，但是并沒有發現沈雨，她家距離這個市場大約有三、四百米。警隊聚餐時，高鵬宣布陳涵現在是重案隊的一員，從而引起冷小兵的反對。但是高鵬認為重案隊都是清一色的大老爺們，每次要辦理涉及女性案件還得從其他部門調人，就算他們不嫌麻煩，別人可是一肚子怨言，所以反對無效。
冷小兵對夏木的執著十分擔心，唯恐夏木稍有不慎犯下錯誤，于是再三提醒他絕不可擅自查看卷宗。正是礙于這份顧慮，冷小兵將夏木帶到自己家里，答應幫他私下調查海舟案，并且向他分享自己之前搜集的所有資料。
看著滿墻都是與案件有關的剪報，以及幾名受害者的照片，夏木內心悲痛不已，同時意識到自己誤會了冷小兵。兩人約法三章，沒有允許不會擅自行動，不會隱瞞任何信息，更不會牽連警隊的第三個人，無論何時何地，兩人都是親密無間的合作伙伴。
隨后冷小兵拿出筆記，講述起海舟案過往，從1991年5月18號首案，受害人韓秀被警方發現死在棉紡廠家屬院，尸體沒有被性侵，沒有目擊證人，最開始傾向情殺，排查大量人員后毫無線索，根本不會預感這是一起連環殺人案的開端。
直到時隔三年，第二起案件的受害者吳芳芳，當晚十一點被兇手尾隨到機床廠單人宿舍，生前曾遭鈍器襲擊。不過兇手并未改變作案方式和特征，依舊會將鬧鐘放在受害者面前，行兇后再拿走。
負責管轄片區的刑警認定此案是由入室盜竊引起的激情殺人，所以并沒有跟之前的韓秀案件有所關聯。轉眼到了1998年，這一年間，共發生第三起和第四起殺人案，間隔時間僅有一天，師父陳大明是專案組的實際負責人，也是他提出并案調查，這才有了海舟案。
2000年9月，第五起案件發生，便是夏木所經歷的夏金蘭遇害案件，兇手用麻醉劑和肌松藥，冷小兵懷疑他在刻意模仿注射死刑，鬧鐘成了折磨死者的工具。夏木知道夏金蘭死亡過程極其痛苦，終是不可抑制地戰栗，急忙跑到洗手間，本想服用藥物平息內心波動，可又想到醫生的叮囑，若想治愈創傷的最好辦法便是面對創傷。
縱然海舟案受害者彼此沒有任何聯系，但她們共同特征都是二十到三十五歲之間，面容姣好的青年女性。夏金蘭案發當天，兇手用夏木家樓下的公用電話報警，盡管上面留有指紋，奈何燒傷嚴重導致指紋殘缺。與此同時，沈雨獨自來到濕地保護站，對外謊稱是夏木女友。