姚芊芊来看望原塚，告诉原塚日本军方近期要有大的行动，我们有可能潜伏的身份要结束了，临走之前要给这个城市留下美好的“记忆”，要原塚做好制造各种混乱的准备。陈亦雄把查到的翁子安曾是日本著名外科整容教授中木的学生的调查材料交给林霄，舒、袁、林三人分析翁子安在日本特务机构的位置以及他与“千面媚谍”的关系，姚芊芊真实身份就更可疑，决定开展更深层的调查。
袁天杰继续接近姚芊芊，把姚芊芊领到墓地，向姚求爱，目的试探她对婚姻的反应，看的出来姚芊芊也很动情，但她用“南国佳人”里的几句台词巧妙的回答了袁天杰。袁天杰向舒秀汇报向姚求爱的反应，分析姚芊芊用“南国佳人”的台词来回答袁天杰的求爱是什么暗示还是回避?林霄再次到翁氏医院调查，希望从蛛丝马迹中找到线索。
经过翁子安精心的治疗，原塚的伤势很快好转，基本复原了，樱子让其和中岛研究重点项目的地理位置和环境条件，搞了几处爆破，爆炸带来社会的混乱，民众人心惶惶,谭站长也布置防范措施。樱子表扬原塚干的好，下面准备完成最终的爆炸和抢劫青浦金库，原塚和翁子安分头去做准备。
姚芊芊不再与剧院续约，这让经理和导演愁死了，袁天杰去看望姚芊芊，姚说出得了癌症，这令舒秀等人都十分意外，搞不清敌人又要搞什么阴谋。有消息报国军俱乐部里发现了高危定时炸弹，林霄赶去排弹，何成休在一旁帮忙催促，被林霄拒出，时间紧迫，大家紧张的等待着。
黑色蝶花第17集剧情介绍在临近爆炸的最后一刻，林霄成功的解除危机，大家才松了一口气,但这次定时炸弹是有人给警察局打电话报信，但什么人报的信?为什么会这么做?这与姚芊芊要结束表演工作有什么联系吗?舒秀等人在研究。余承南来看望姚芊芊，在姚的泪水和请求中余承南答应三天后一起出去散散心，杨炳华考虑余承南与姚芊芊的关系，结束了余承南在图书馆的工作，余有些不高兴。
陈亦雄带来一些整容的照片，进一步确认翁子安实际是日本人和以前是整容医师的身份，大家根据姚芊芊在华星演艺班的照片和现在的样子前前后后对比，越来越觉得这里面大有文章，姚芊芊与樱子到底是什么关系呢?
樱子让原塚继续向警方发布消息，制造爆炸，迷惑警方，准备抢劫青浦金库。摩登大厦又发现埋藏有定时炸弹，舒、何、袁、林等人再次前去排弹。高楼处林霄在袁天杰的配合下艰难的完成了任务。----姚芊芊向原塚和翁子做最后的交待，一组在国民高等中学安放炸弹声东击西，一组到青浦金库抢劫黄金，自己走水路还要带一个人走----原塚去找过江龙刺杀袁天杰，过江龙跟上出剧院的袁天杰伺机下手，结果反被袁天杰抓住。国民高等学校里又发现炸弹，林霄和舒秀抓紧时间排弹，袁天杰去找姚芊芊发现她已退了房子，袁天杰又找到翁氏医院看到了翁子安正要出去，就尾随在其车下到了青浦金库，翁子安带领日本特务杀害了守库的士兵，打开金库，袁天杰也悄悄跟入。此时余承南一个人悄悄离开了溪泉茶社。
黑色蝶花第18集剧情介绍林霄找到了定时炸弹，在排除时发现这是颗双爆炸弹，马上要爆炸，舒秀等人慌忙躲闪还是被崩得灰头土脸，这时城西又传来爆炸声，何成休分析敌人可能有更大的阴谋。忙带领大家往城西赶。翁子安命人赶快往外搬运黄金，袁天杰单枪匹马与之对打，并巧妙的拖延时间，危急时刻舒秀等人及时赶到，救下袁天杰，抓住了翁子安。
余承南登上了等在码头的帆船，船开出后却被姚芊芊和原塚用枪顶住，姚芊芊告诉余承南自己就是你们中共一直要找的“千面媚谍”，余承南这才知道已经上当了，懊悔莫及。
审讯中翁子安说出姚芊芊就是板井樱子，她是自己的杰作，姚芊芊的身份真相大白，袁天杰楞住了!继续审问中翁子安交待出自己是日本人叫中木谦，是从小在上海长大的日本间谍，是他把樱子整容成现在姚芊芊的面孔，那时他正与姚芊芊热恋，后来姚芊芊死于一场意外的车祸。而真正姚芊芊的死因在翁子安与日本间谍齐藤千代对质中才弄清楚，正是这个齐藤为了翁子安远离中国人姚芊芊，残忍的制造了车祸把姚杀害了。后来翁子安为了怀念姚芊芊，把在剿灭日本特务机构战斗中受伤毁容的板井樱子按姚芊芊模样做了整容手术，从此板井樱子顶替姚芊芊成了明星，板井樱子也从“千面媚谍”的第一替身升为“千面媚谍”。在门外听审的袁天杰精神受到巨大打击，面无表情的倒下了。袁天杰受此打击大病，他无法相信这一切是真的，林霄照顾开导他，帮助袁天杰从痛苦中走出来，何成休接到新任务与舒秀告别。
一九三七年卢沟桥事变爆发，樱子又潜入南京，让原塚去接日本特使秋岛竹，但原塚在车站没有接到，原来狡猾的秋岛竹中途就下车了。谭站长命令舒秀找到秋岛竹在中国的私生女——田间美惠子。
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