1940年哈尔滨松花江畔，佟长富赶着马车拉着货物，行走在送货的路上。二条的鬃毛结着冰碴，蹄铁敲击冰面的声响突然中断，三个穿军大衣的人拦住去路。其中一人掏出铁钩，刺入二条后腿。
对马海峡的海面上白山丸号轮船正在极速行驶，船舱里荒川良平攥着拓殖委员会的竞聘通知，听到有人叫他的名字走了进来，来到招募的地方。
哈尔滨大同影戏院里面，坐满了人，电影的幕布上，纪录片《东方的蓝色巨人》的胶片仍在转动。警察厅厅长率先鼓掌，掌声在空旷的影厅里回荡。小岛幸夫的镜头原本对准钢铁与冻土，警察厅的厅长对这个宣传片很满意，甚至要让他为自己的警察厅拍摄。
田中班的大门突然被撞开，里面走出一个白大褂，他着急的反复确认笼子里的老鼠数量，最终确定少了两只实验鼠，向松本教官汇报，气得松本教官狠狠打了他一记耳光。与此同时，动物饲养班里，众多病马奄奄一息，死状凄惨。
日本人在对每个人进行检查的时候，发现玉兰手臂上生着疱疹，当即命人将她带走，佟长富和桂芬都面露担忧，其中一个日本人安慰他们，玉兰在外面反而得不到治疗。就在此时，佟长富的太奶巴图玛在高处弯弓搭箭，一箭精准射中那名戴着防毒面罩的日本人。
1991年春，成铭一路奔跑的叫着馆长，馆长已经在楼上等着了，成铭从一位原老平房居民处，收集到了731部队用于研究细菌的玻璃器皿和烧杯等物品。在日本宣布战败前夕，石井四郎妄图销毁所有指向731部队研究细菌武器的罪证，他用火药和迫击炮对相关地点进行了疯狂破坏。
三敏联合剪发伪装的玉兰，说服陆增友营救被软禁的赵泰宁；佟长富寻妹未果。荒川良平发现日军毒杀孩子的阴谋，小岛幸夫得知天理村鼠疫、偏脸子炭疽的真相，忧心千代子。川口聪获宫崎舞子照片解心结却藏危险物品。最终，小岛幸夫闯天理村未果，目睹千代子被浇油烧死。
1992年盛夏，在古玩市集上，成铭发现了一个疑似石井部队的历史遗物。成铭心中一喜，赶忙询问老板价格，老板伸出六个手指头，要价六百。成铭试图砍价，可老板态度坚决，分文不让。
在四方楼里，柄泽十三夫和荒川良平走廊上坐着，看着一辆文件车从面前经过，柄泽十三夫已经熬了整整四十八个小时没合眼，他的双眼布满血丝，疲惫与困倦如潮水般不断侵袭着他，可他依旧强撑着，在这充满罪恶与黑暗的地方坚守着。
1992年盛夏，成铭引领着山边悠喜子来到731部队动力班遗址。山边悠喜子站在遗址前，神色间满是惭愧，内心深知日本曾犯下不可饶恕的滔天罪行。成铭面色凝重，缓缓讲述起二战结束后的那段往事，石井四郎将人体试验报告卖给美国人，以此作为交易条件，换取美方的庇护。
在小岛幸夫的悉心指导下，荒川良平为佟长富一家三口拍摄了一张温馨的全家福。拍摄结束后，荒川良平真诚地向佟长富一家表达了感谢，言语间满是对他们配合的感激。
成铭窝在房间里，认真的学习日语，跨国取证。1993年盛夏，成铭漂洋过海，来到东京品川体育馆，参加由山边悠喜子组织的针对731部队罪行反省活动。然而，这场活动却遭到不明势力的警告，最终无奈被制止，但成铭追寻真相的脚步并未就此停歇。
1993年盛夏，山边悠喜子和成田一男站在路边等待着金成铭的到来，成田一男看到金成铭深深鞠躬，带着很深的愧疚，山边悠喜子也宣告了他们的跨国取证正式开始了。当谈及安达试验场时，成田一男眼神中闪过一丝迷茫。
1993年夏，山边悠喜子劝说成铭不要太难过，毕竟事情过去了五十年，答应接受采访的另外两位老兵都已先后离世。成铭心里清楚，即便困难重重，取证也刻不容缓，因为随着时间推移，证据和人证正一点点消逝。两人正准备离开时，成田步履蹒跚地从屋内追出来，叫住他们，随后将当初小岛幸夫赠予他的那把胁差递到成铭手中。
1996年秋金成铭在石井四郎的母校。他在校园的某个角落，终于见到了石井四郎流传已久的相片。时光流转至秋天，金成铭在体育馆内进行演讲，却遭激进分子无情驱赶。川口聪逃跑时，遗落的两瓶毒药被桂芬拾得。她心怀警惕，不敢随意丢弃。
1997年春，东京的浅草旅馆里，成铭正在翻看手里的资料，突然听到有人叫他的名字，成铭心中一惊，赶忙打开窗户查看，却不想一袋垃圾被人恶狠狠地丢了进来。近期，这类极端行为愈发频繁，这让一直为正义奔走的成铭处境愈发艰难。
高桥明彦发现了荒川的秘密，跑去慰灵室让荒川解释清楚。情急之下，荒川与高桥明彦扭打，抓起烧香瓷砸破高桥明彦的头。荒川顾不上高桥明彦是死是活，慌忙逃离。与此同时七号监狱内被勒晕的日本兵醒来，发现七号监狱的犯人全部逃跑，他试图阻拦却无果，被打了个半死。
东京新闻中正在播放一则新闻，时间是1998年2月16日，东京的地方法院即将要开始一场跨越半个世纪的诉讼。中国细菌战受害者代表将作为原告，昂首踏入日本法庭，直面这个国家至今仍未彻底清算的战争罪责，坚定地要求日本政府郑重谢罪并给予应有的赔偿。
严炳瑞认定小岛幸夫是叛徒，满腔的愤怒如即将喷发的火山，恨不能将其千刀万剐。佟长富在一旁拼命拉扯严炳瑞，试图阻止他的冲动行为，可严炳瑞挣脱束缚，猛地冲向小岛幸夫，手中的利刃在小岛幸夫脸上划出一道血痕。小岛幸夫惊恐万分，拼命逃窜，一直跑到结冰的松花江上。
2000年春，在731毒气地堡遗址，有施工队在此挖掘，被金成铭叫停。对方负责人拿出三年前的政府批文，金成铭不认，以己身阻止，闹剧在山边悠喜子抵达后结束。山边悠喜子带来一篇论文资料，论文附有当时的编号和军章，能够证明就是关东军的文件。证据与证人证言形成闭环，但这些证据只能证明他们使用了细菌武器，但无法证明他们在中国进行了人体试验，证据拼图还差一块。
铭记历史·奔赴新程