江南征帶領科研組來到導演部，主要負責驗證以及考評山網二號的設備性能，而此時紅藍雙方已處于膠著狀態，如果光憑眼下戰事看來，紅軍不僅擁有明顯的外圍火力優勢和機動力量，包括兵力也都超于藍軍四倍。
所以藍軍的處境非常惡劣，已經完全受困于翹頭島，在失去外圍協同的情況下，導演部看不出會有更多變數的可能。當江南征聽完這一系列情況后，內心很是焦慮，可又意識到自己表現得過于明顯，很快便調好狀態進入工作。
同樣成為人質的觀察組也都不消停，秦漢勇和李少兵為了各自的部隊據理力爭，堅稱自己才是最有可能獲勝。唯獨鄭源對此沉默不語，獨自躺在床上休息，本來宋建設給鄭源準備了更舒適的床鋪，怎料對方根本不理睬，當場打起了呼嚕。
當天夜里，紅軍偵查員們陸續上岸，隱秘穿梭在藍軍陣地，及時向顧一野匯報島面十五個打擊目標的坐標位置，并告知觀察組已轉入地下工事。其中一名戰士很快被擒，但他直接選擇陣亡，拒不透露任何情報。
已是紅軍參謀長的小望城在其他人的掩護下，終是成功登島，仔細標記特戰大隊的指揮所和火力布置，顧一野下令遠程毀滅。高粱發現為紅軍戰機引導攻擊目標的小望城，于是對他實施追捕。
怎料小望城找到島上唯一的儲存點，直接往里“投毒”，高粱試圖阻止未遂，上前與他展開激烈搏斗，終于將其擒獲。事實上，小望城自知不敵高粱，所以才想多纏著高粱，盡可能為紅一營爭取時間。
反觀特戰大隊也進行著反擊，通過水下對紅軍岳山號指揮艦進行爆破，使之失去指揮能力。正當所有人以為勝負已定，導演部宣布紅一營的指揮艦退出演習之時，顧一野突然向導演部匯報指揮所很早從岳山號轉移到騰山號。
原本秦漢勇還為爆破指揮所的事情狂喜不已，可當劇情又來新的翻轉，輪到宋建設和李紅兵喜笑顏開。江南征守在監視器前，密切關注著湛藍演習的動向，導演組綜合山網二號發來的紅軍指揮員資料，認為接下來還會有更大的奇跡，這一切都要歸功于顧一野曾經的作戰經歷。
由于翹頭島東側和北側兩端礁石叢立，所以紅一營的火力根本沒法展開攻擊，如果堅持要從那兩個地方搶灘，勢必會造成很大的損失。盡管登島任務艱巨，會造成部分人員傷亡，可是顧一野再次表明這場戰爭的重要性，即便是同歸于盡也要打上去，因為事涉主權不議價，當初抗戰時期島嶼落在日本人手里，時隔七年才回到祖國的懷抱，如果今天是祖國和人民需要他們拿下那座島，就算犧牲也要前赴后繼。
如今湛藍行動的最后一站就要打響，紅藍兩軍已做好各自的準備，尤其是高粱所帶領的特戰大隊，在人數懸殊極大的情況下，最終選出十二個尖兵為大部隊作掩護任務。臨行動前，高粱鄭重其事地告訴戰士們，因為他們是特種部隊，執行全軍最艱巨的任務，所以無論前方戰事多么慘烈，永遠寧可前進一步死，絕不向后半步生。
而后特戰大隊和紅一營進行著殊死較量，雙方各有不同程度的損耗。顧一野強行登島搶占灘涂建立陣地，高粱也派出飛翼隊掃射紅軍艦船。距離預定的演習結束時間僅剩半個小時，似乎現在形勢已成為定局，高粱幾乎是彈盡糧絕，紅一營也失去供給路線。
何知耕決定嚴格執行計劃，準備宣告演習結束，但是鄭源認為紅藍雙方的狀態更接近于實戰，心態也比之前演習有很大不同，對于所有參戰部隊和高層指揮官，都是一場不可多得的盛況，能夠從中學習到很好的經驗。
江南征也認為凡事可以視情況而定，尤其山網二號的數據還不夠完整，說不定還會有機會改變結局，畢竟現實中的戰爭不會以時間作為終止標準。最終在大家的勸說下，何知耕索性向上級反映情況，不料此事引起軍區總部，一號首長親自下命令，要求孟副司令員組織師級以上軍官前來考察觀摩，演習也將繼續進行。
隨著夜幕褪去，天已破曉，顧一野獨自站在甲板上，回想往些年與高粱打過無數架，盡管大部分都是勝多輸少，可若真正意義上的勝利，似乎他從未有過。因此這一戰至關重要，顧一野容不得自己出半點差錯。
守在翹頭島的特戰隊員們面臨著彈盡糧絕的地步，尤其是在紅一營的兩面夾攻下，大家已有整整兩天未曾休息。反觀紅一營卻得到導演部的補給，姜衛星懷疑他們是故意為之，但是高粱聽完他的抱怨，未有任何表態，而是讓他繼續組織部隊進行反攻。
宋建設因給養問題大發牢騷，鄭源叮囑他們現在是人質身份，不應該對環境要求太多，況且很多時候作戰處境比現在還要惡劣。高粱過來探望幾位老首長，秦漢勇一個勁地夸贊高粱，承諾只要他能堅持到三十個小時，屆時會親自舉辦慶功宴。與此同時，李少兵發現跟在高粱身后的士兵有問題。
新一輪的戰斗打響，藍軍在沒有補給和支援的情況下，再次反擊成功，阻止了紅軍的登島計劃。導演部時刻關注前方戰事，發現高粱早在之前已將兩艘戰艦炸沉在碼頭前的水域下，導致紅軍根本無法靠近。
如此一來，紅一營的行動全都暴露，每次進攻都會有不同程度的損失。隨著戰爭已形成膠著狀態，導演組首長們都認為藍軍是有絕對性頑強，畢竟在紅軍將他們重火力炮兵幾乎都消滅殆盡的情況，還能堅持到現在，所以更加期待這場演習。
與此同時，觀察組的電視信號中斷，李少兵和宋建設嚷嚷著找人來修理，鄭源則讓秦漢勇給他弄些淡水來。李少兵見狀也去通風口接水，不料竟被特戰大隊的隊員給趕回來，甚至將宋建設也教訓一通，氣得宋建設心情極差。
鄭源提醒大家注意他們的身份是人質，不要在這個關節眼出岔子，考慮到高粱至今還未送來淡水，便猜測他肯定是故意為之。因為從昨天開始，戰俘們臉上沒有涂抹面粉，說明高粱是想把戰爭拖下去，拖到誰也預料不到的時候。
當天夜里，李少兵和宋建設密謀，決定親自解救紅方的人質，炸掉藍方的彈藥庫逃走。本來李少兵還有些猶豫，然而宋建設表示他們現在是俘虜身份，已經參與到這次戰爭，奮起反抗很符合人設。
秦漢勇得知宋建設的行為后非常生氣，之前已確定權利下放，交由顧一野和高粱全權做主，既然宋建設不遵守規則，自己也可以去參加戰斗。正當秦漢勇火急火燎地準備沖出去，鄭源立馬喝止了他，參謀長也強調宋建設的行為符合實戰性格。
宋建設率領紅一營戰士來到彈藥庫門口，正要砸門之時，竟被姜衛星帶領的藍軍攔下。宋建設和紅方人質越獄失敗，寧死不當俘虜，他們與特戰隊員搏斗后壯烈犧牲。消息傳到觀察組，參謀長認為如果從情報工作看來，宋建設屬于戰爭英雄，鄭源提議在這次結束后給他請功，大家舉手贊同。
紅方再次登島對藍方進行拔點戰，藍方傷亡慘重，不足一個半連的兵力，依托地下工事頑強抵抗。盡管特戰大隊還在堅守翹頭島，可他們已經處于處境，連續多日的不吃不喝，身體早已達到極限。
九連二排五班列兵馬建飛偷偷跑到儲存點喝淡水，甚至將水送給連長李國強，可當李國強得知水的來源，氣得將他罵了一頓。高粱得知此事后表示理解，不過按照演習規則，他們只能判定為陣亡，同時李國強的職務由二排長丁永元代為擔任。
顧一野改變作戰方案，親自提審牛滿倉，故意演了一出戲，從他嘴里套出翹頭島地下工事的分布，以及“人質”關押地。起初牛滿倉還自鳴得意，認為顧一野必輸無疑，卻不自知已透露情報，等反應過來為時已晚，這讓他懊悔不已。
待提審結束后，顧一野又想導演部匯報下一步的行動計劃，他們已經掌握特戰大隊的戰略部署，只需等集結力量拿下對方。何知耕認為湛藍行動應該是到此結束，可江南征卻收到消息，被告知紅軍山網二號出現問題，需要她去解決。
江南征乘坐直升機來到軍艦上，很清楚顧一野想利用自己對付高粱。顧一野也不否認，因為江南征上島是以平民的身份，她不能向高粱泄漏任何的軍事情報。
顧一野知道特戰大隊已經彈盡糧絕，所以讓江南征帶五十份盒飯上島，言明里面已經下毒。江南征出于原則要拒絕顧一野，怎料顧一野早已算準她不會放棄這么好的數據收集機會，甚至還提及了鄭源的處境。
如今特戰大隊斷水斷糧許多天，還要隨時警惕紅一營的進攻，始終未曾休息過。姜衛星認為特戰大隊不僅是孤軍奮戰，還是孤立無援，甚至懷疑導演部是想利用這次機會故意針對他們。
高粱直接和導演部通話，要求確認人質的身份，順便向他們匯報自己的行動計劃，如果島上還有特戰隊員，那么這些人質都將安全，如果抵抗結束，人質將會被處決。匯報完畢之后，高粱直接切斷了與導演部的聯系。
在新一輪防守戰開始之前，高粱本來是要將觀察團的諸位首長以俘虜對待，事先捆綁好炸藥，可是念在他們已經吃了不少苦頭，于是不再按照實戰標準執行，所以會視同為執行。這期間，鄭源始終沒有發表任何意見，其實對高粱的做法很滿意，反倒是秦漢勇和李少兵等人氣憤不已。
紅一營上報導演部，決定舉全部力量開始奪島戰斗，在紅軍發起進攻時，江南征也帶著盒飯登島探望藍軍，高粱因此舉動而情緒爆發，質問他為何要幫著顧一野對付自己。江南征表示自己的身份已是平民，不會向他透露任何信息。
如今藍軍全體官兵已剩四十九人，大部分已經到了饑餓的極限，在沒有重武器以及火力支援的情況下，盒飯對于他們等同致命的誘惑。出發之前，高粱讓每人領個飯團，倘若實在忍不住才可以吃掉，十分鐘過后就必須按照演習規則退出戰斗。
正因特戰大隊無法與紅一營正面應戰，所以高粱部署個人戰斗小組，以血肉之軀堅守翹頭島，至死都不退讓半步，盡可能的爭取長時間的留在這座島上。而這一仗，高粱要求隊員們必須打出屬于他們的精氣神，因為他們守護的不僅僅是一座島嶼，更是中國的主權和領土，是中國軍隊的尊嚴，他們要做的是永遠不辜負特戰精神。
高粱的這番話打動觀察團和導演部眾人，江南征看著那些從眼前走過的特戰隊員們，忍不住熱淚盈眶。姜衛星將九連的旗幟交給陳年慶，叮囑他謹記人在旗在。高粱沒有去領飯團，一瘸一拐地往外走，剛要跨出門就聽到江南征的聲音，于是從兜里掏出一個小瓶子，表示自己的補給始終都在，里面正是當年她親手送的奶糖。
此時紅軍開始進攻，藍軍僅剩的隊員放棄地下工事，分散到島上作戰，在沒有彈藥的情況下，以身邊一切可以戰斗的東西作為武器，一幕幕慘烈的場面，讓導演部室內的將領們神情肅穆。
姜衛星遭到藍軍堵截，自知紅一營的企圖，便故意激怒對方達到犧牲目的。縱然陳年慶腿傷嚴重，可他還是將老九連的旗幟披在身上，甚至不顧紅一營戰友的阻止和觀察員勸說，義無反顧地跳下大海。
高粱及時抓住小望城，挾持他炸毀紅一營指揮所，觀察組所有人都已被解救出來，而他們看到眼前的場面，心依然懸著沒有落下。高粱和顧一野進行單人較量，激烈地近身搏斗，誰也不肯放過彼此。
關鍵時刻，江南征忍不住叫住高粱，讓他們記住“生死在一起”的戰友盟約。高粱逐漸恢復理智，顧一野起身離去，至于江南征則跑到高粱面前，哭著要跟他結婚，并且在所有人的祝福掌聲中，緊緊相擁。
盡管這次演習非常震撼人心，可是考慮到有五名戰士重傷、一名戰士失蹤的演習事故，所以軍區認定顧一野和高粱都負有不可推卸的責任，所以給了兩人處分。正當兩人要去找鄭源了解情況，恰巧聽到他和邢政委為此討論不休。
鄭源認為真正的戰爭就是存在傷亡和事故，如果因為演習出了事故就處分他們，那以后所有主官都會求穩妥而走過場，軍隊何來的戰斗力。邢政委也認同鄭源的觀點，便決定給軍區打報告申請撤銷兩人的處分。
聽到最后的結果，高粱和顧一野不約而同地松了口氣，兩人在閑聊打趣時，忽然接到陳年慶已被漁船尋回的消息，現在正送往醫院途中。鄭源當即指示醫院全力救治，他將立馬趕去探望這名優秀的戰士。
不過多久，高粱也要收拾東西出院，夏林來看望他，高粱得知六年來夏林一直在追蹤普林斯，想為韓春雨報仇，勸說他要學會放下，把自己的個人問題解決。隨后小飛親自來接高粱出院，同時宣布自己考上清華大學的國防生，只不過還未告知顧一野。事實上，小飛本來對部隊沒有任何興趣，可是當他看到南非使館被炸，以及男孩炸飛的時候忍不住哭泣，并且不希望眼淚再留一次，決定用自己的行動為國效力。
小飛通過高粱得知他和顧一野都被撤職，實則是去北京培養軍官的學校讀書，不由感到驚訝。高粱讓小飛從箱子里拿出個盒子放在床上，等到江南征來接高粱時，打開盒子發現一套軍裝，還有高粱留給她的一封信。
在新的內容里，高粱明確表示自己已經愛上別人，江南征難以相信，很想去問個清楚，于是根據地址來到老九連的宿舍。怎料等在宿舍外面的人竟然是顧一野，他聲稱高粱不知如何對江南征開口，所以由他代為解釋。