秦政委為了給他們創造更多時間找出機關槍的弱點，只身上前用身體堵住槍眼。應德帶人沖了出去，用了手榴彈炸開了土堆，土落在子彈上，和上面的油混成油膩堵塞槍口炸了膛，柳寶趁機跑出來包圍圈向師部請求支援。
日軍發現機槍被毀，一時不知所措，谷野親自上陣，重新架起機槍。柳寶在樹林中?第三次遇到黑藤，可就在關鍵時刻發現槍里沒有子彈了，只能設法近距離靠近黑藤的時候把手榴彈別在他腰帶上，再趁黑藤拿下手榴彈的時候逃走。
日軍再一次發起猛攻，戰事持續到天亮，從師部來的援軍終于趕到，他們里應外合，又一次擊退了敵人。結束后，師長對著犧牲的烈士們深感歉意。柳寶這次受傷傷及骨頭，又延誤了治療，胳膊恐怕是保不住了。
姚芳知道奶奶的死訊，情緒低落，足不出戶。兵工廠的戰士們情緒受到戰爭的影響，變得消極。應德向師長提議，發明新的武器來提升大家的士氣。經過苦心思考，他決定造擲彈筒。
順子在前線帶來幾個敵人沒有響的炸彈，應德和楊墨在茅屋里緊張的閉門修彈，等候在外的人突然聽到一聲巨響。
原來聲音是從試驗傳來，此時屋內，楊墨正全神貫注的拆炸彈，為緩緊張，一直同應德說話，終于長出一口氣，炸彈修好了，楊墨已是滿頭大汗。
兩人把炸彈拿給順子，這時一名戰士去房中送吃的，不小心碰到屋內東西，突發爆炸將戰士炸死，任廠長下令，以后應德的屋子閑人免進。
應德繼續研究槍榴彈，把剛畫好的圖紙拿給楊墨自己便暈去，醫院里應德睡了兩天兩夜。楊墨將設計稍加改動，兩人約柳寶一起試驗，結果失敗了
任廠長扮成商人帶著姚芳和應德去城里買所需材料，準備找劉啟德做筆生意，而同時谷野試圖說服劉啟德投日，劉啟德兩面為難，最終為保全自己，只好找人通知谷野。躲在屋頂的姚芳和應德發現日軍動向，脅迫劉啟德出城，劉啟德一路用火藥做記號，為日軍引路。途中劉啟德因應德叫的那句師傅而感動，放走他們并做了假現場將自己打傷。
回到兵工廠，應德終于做出了理想的槍榴彈。姚芳早有預感，劉啟德已經有了叛國之心，她再次返程，在劉啟德家中架起一挺機槍等著他。
劉啟德對姚芳的到來沒感到驚訝，劉啟德為表清白，不惜說假話發誓，姚芳相信劉啟德，暫且放過他。
劉啟德為躲避谷野另購宅院，沒想到中間人都是谷野派的，他們為收服劉啟德大費周章，最終劉啟德妥協，被受名犬養九子。
柳寶受傷后情緒消極，槍榴彈也沒能調動他的積極性。最后應德用黑藤刺激柳寶，使他重新振作。
應德用流水線批量生產槍榴彈，實戰中，三團戰士們用它成功擊破敵人防線，炸死一名指揮官。三團長為表心意，親自帶戰利品前往兵工廠感謝應德。
任廠長接到上級命令去延安學習，他打算回來后將兵工廠交給應德和楊墨。這個想法得到妻子黃醫生認可。臨行前，把一支珍藏的懷表送給應德并告訴他，造武器需要精確的計時器。
日軍發現八路軍的新武器，便派劉啟德利用他和應德的便利關系巧騙槍榴彈，得手后日軍對槍榴彈進行試驗，結果令人震驚。谷野感到壓力，決定又一次圍剿兵工廠。
廠長學習回來的日子到了，大家把這兩個月的成果都排列起來等待廠長檢驗，而他們滿心歡喜等來的卻是廠長在歸來途中遇險的消息。師長跟護送隊一起來到兵工廠。廠長犧牲無疑對兵工廠是很大打擊，戰士們的士氣受到極大影響。為讓大家盡快走出悲痛，師長決定進行不記名投票，選舉新廠長。