當(dāng)趙運(yùn)達(dá)(劉牧 飾)把獲取的頭蓋骨交給方依琳(亦涵 飾)時(shí)，方依琳經(jīng)過(guò)仔細(xì)查看懷疑這并不是真正的頭蓋骨，趙運(yùn)達(dá)決定帶著這批頭蓋骨前往解放區(qū)再次鑒定，而方依琳卻執(zhí)意留下來(lái)看是否有新的線索。倆人就此分別，但彼此約定這次任務(wù)結(jié)束后就舉行婚禮。

而在此時(shí)，中村被告知由于他未能履行好自己的職責(zé)，要被送審軍事法庭。他在絕望中請(qǐng)張翠鳳吃了最后一次飯后，面對(duì)著他耿耿忠心的天皇畫像剖腹自殺了。接到最新命令的小野也約方依琳在茶館見(jiàn)面，告訴她自己將登上阿波丸號(hào)商船前往馬來(lái)西亞。

當(dāng)方依琳得知他這是在執(zhí)行可能運(yùn)送北京人頭蓋骨的任務(wù)時(shí)，她在未征趙運(yùn)達(dá)的同意，就決定隨小野南下。臨行前的方依琳給趙運(yùn)達(dá)留下了一封信，她在信中回憶了他們彼此的情感和共同奮斗的經(jīng)歷，外面柔弱內(nèi)心剛強(qiáng)的方依琳就這樣冒險(xiǎn)踏上了新的征程。

胡蘭子(管樂(lè) 飾)在趙運(yùn)達(dá)的帶領(lǐng)下，前往解放區(qū)開(kāi)始了新的生活。然而，就在這時(shí)，傳來(lái)了“阿波丸號(hào)”被美軍擊沉的消息，趙運(yùn)達(dá)知道他心愛(ài)的方依琳永遠(yuǎn)不會(huì)回來(lái)了。數(shù)月后，日本投降了，北平城到處是人們歡慶的場(chǎng)景。

張翠鳳在悲喜交加之際唱起了大鼓書，而趙運(yùn)達(dá)為了追尋頭蓋骨的下落，又踏上了新的追尋程。若干年后，古稀之年的趙運(yùn)達(dá)來(lái)到周口店，望著北京猿人的頭像，回憶起曾經(jīng)的風(fēng)風(fēng)雨雨，禁不住潸然淚下------