曾昭吉在家苦心钻研，仅用十两银子就制造了一杆性能卓越的枪械，不仅与洋人的枪相比节约了一半的成本，徐建寅为了测试它的性能好坏，曾昭吉当场进行了试射，结果徐建寅对其佩服得五体投地，丁宝桢对曾昭吉的造诣赞不绝口。为了加强海防，丁宝桢派陈云飞绘制山东海岸线的图纸，并从中选出烟台、威海卫和登郡作为重点防御点，为此，丁宝桢决定派齐嵩汝招募兵马来补充防御力量。徐建寅打探到张荫桓已经离开上海多日，怀疑他在携款潜逃，然而李培荣却一口咬定张荫桓清白无辜，丁宝桢也对张荫桓的人品深信不疑，但徐建寅决定亲自去上海调查此事，丁宝桢则让他留下来监督建厂房的进程，想派陈云飞去上海，但徐建寅坚持要陪同陈云飞一同前往。
齐嵩汝迅速在烟台筹集了三个营的兵力，丁宝桢计划将他们分布在三个据点，从而加强据点的防御力量。丁宝桢收到丁体常的家信，他如数家珍地向钟春兰读了出来。张荫桓匆匆赶回济南，直接找到丁宝桢汇报，在上海他曾与王五订购机器，然而王五不仅要一万两银子作为定金，还派人监视张荫桓，因此张荫桓悄悄地前往广州，从那里定购机器，并将会尽快运到济南，丁宝桢为了他舟车劳顿，嘱咐他要尽快休息，同时派人给陈云飞和徐建寅送去信件。丁宝桢亲自前往烟台视察新招募的兵力，却突然收到陈云飞的来信，信中陈述自从知道张荫桓回到济南后，徐建寅就失踪了，丁宝桢担心徐建寅被王五控制，所以请求上海道台的老熟人打探徐建寅的下落，上海道台将这封信转给恩承，恩承连忙将信交给慈禧皇后，他怀疑丁宝桢想对徐建寅暗中下手，慈禧暂时决定先找到徐建寅再作决定，因此希望上海官员协助寻找徐建寅，恩承则认为此事不宜扩大，慈禧让他全权处理。
丁宝桢迟迟没有收到上海道台的回信，他焦急万分，但钟春兰却温言劝慰他，并建议派遣李培荣前往上海寻人，丁宝桢担心没有头绪，这时金小妹突然想起在上海经商的威廉，丁宝桢决定去找他求助。恩承派人前往上海寻找徐建寅，希望能在丁宝桢之前找到他。陈云飞请托威廉四处打听徐建寅的下落，终于得知王五是洋务局的买办，他们发现王五绑架了徐建寅，并将其迷晕。王五发现官兵在四处打听他和徐建寅的消息，吓得连忙回家收拾行装，但是徐建寅还没有醒来，他顾不得太多，便带着家人准备逃离。陈云飞和威廉及时赶到，发现徐建寅昏睡在床上，陈云飞用凉水将他唤醒。王五恼羞成怒，拔出匕首威胁威廉，逼陈云飞代替张荫桓交付一万两银子的定金，但陈云飞坚决不答应，威廉威胁将此事告知朝廷和领事馆，王五最终只得同意100两银子的折中方案。威廉和陈云飞护送着徐建寅回到济南，丁宝桢得知事情的经过后，亲自下厨做饭，以此向威廉表达感谢之情。
在丁宝桢和张荫桓等人的不懈努力下，山东机器局终于建成，丁宝桢亲自为机器局揭牌，并邀请牛春生担任大门守卫，这自然令牛春生非常欣喜。心情大好的丁宝桢回到家中与钟春兰畅饮，而今日正好是阴历十五，二人一同赏月。山东机器局终于生产出了第一批药弹，张荫桓请丁宝桢前去试射，丁宝桢则正为山东无法建造炮台一事感到困惑，此时张荫桓建议以舰船作为流动炮台，以此抵御外敌的侵袭，丁宝桢觉得此计划颇具可行性，决定让张荫桓去实地调查，然后再做进一步汇报。丁宝桢用机器局制造的药弹进行了射击，百发百中，齐嵩汝发现药弹的穿透力十分出色，但仍然不及洋人的药弹。徐建寅连夜起草奏折，大肆指责丁宝桢妄自尊大，浪费国家财富，制造出不合格的药弹等一系列罪状。丁宝桢在全体成员大会上宣布了第一批药弹的差距，并表示想要废弃重建，只有生产出超越洋人武器弹药，国家才能强大。他希望大家集思广益，找出切实的改进方法，而与会众人皆积极响应。徐建寅深受触动，将自己致丁宝桢的弹劾信撕成了碎片，他承认一直误会了丁宝桢，今天才发现丁宝桢是一位真正为国家和人民付出的好官员，自愿与丁宝桢成为兄弟，承诺全力以赴帮助他。经过曾昭吉和徐建寅的多次试验，他们终于找到了药弹穿透力不足的原因——硝磺纯度不够。牛春生为他们提供了富含硝石的矿区。丁宝桢想出了一个大胆的计划，希望能够将生产的药弹卖出去，以此筹建炮台。
