順著密寫信提供的線索，魯平將偵查的視線集中在了延安城里的保民糧店。在保民糧店，魯平化裝成販賣糧食的商人，見到了保民糧店的老板邱大勇。經過一番交談，魯平斷定，邱大勇應該是一個國民黨特務，于是派人日夜監視保民糧店。

南洋華僑代表團即將來延安訪問。偵查科接到通知，要配合代表團訪問，加強安全保衛工作。魯平帶著岳凌霄(周征波 飾)去魯藝禮堂，檢查安全的時候，遇到了一件怪事。表演獨唱節目的女學生李玲意外地誤場，而且神秘地失蹤了。

魯 平一面叫岳凌霄繼續尋找李玲的下落，一面將參加演出的所有學生檔案帶回偵查科進行審查。關梅興沖沖地告訴魯平，自己的結婚報告已經批下來了。但是魯平對關 梅現在提出結婚態度冷淡，這引發了兩個人的爭執，最終魯平給關梅道歉息事寧人。關梅體諒魯平的艱難，自告奮勇幫助魯平分析學生的檔案。

岳凌霄派人四處尋找李玲未果，感覺李玲真的失蹤，跑回偵查科報案。

而關梅也找出了李玲的檔案，得知李玲是南洋華僑代表團副團長李弘基(許還山 飾)的獨生女。魯平感覺到事關嚴重。要求立即加大力度，尋找李玲。

魯平通過勘查現場，發現李玲是被從學校側門劫持走的。而李弘基這個時候已經到了延安，正興沖沖地準備見自己的女兒。

就在這個時候，有人在河邊發現了一具無頭女尸，從衣著特征上看，就是李玲。