顺着密写信提供的线索，鲁平将侦查的视线集中在了延安城里的保民粮店。在保民粮店，鲁平化装成贩卖粮食的商人，见到了保民粮店的老板邱大勇。经过一番交谈，鲁平断定，邱大勇应该是一个国民党特务，于是派人日夜监视保民粮店。

南洋华侨代表团即将来延安访问。侦查科接到通知，要配合代表团访问，加强安全保卫工作。鲁平带着岳凌霄(周征波 饰)去鲁艺礼堂，检查安全的时候，遇到了一件怪事。表演独唱节目的女学生李玲意外地误场，而且神秘地失踪了。鲁 平一面叫岳凌霄继续寻找李玲的下落，一面将参加演出的所有学生档案带回侦查科进行审查。

关梅兴冲冲地告诉鲁平，自己的结婚报告已经批下来了。但是鲁平对关 梅现在提出结婚态度冷淡，这引发了两个人的争执，最终鲁平给关梅道歉息事宁人。关梅体谅鲁平的艰难，自告奋勇帮助鲁平分析学生的档案。岳凌霄派人四处寻找李玲未果，感觉李玲真的失踪，跑回侦查科报案。

而关梅也找出了李玲的档案，得知李玲是南洋华侨代表团副团长李弘基(许还山 饰)的独生女。鲁平感觉到事关严重。要求立即加大力度，寻找李玲。鲁平通过勘查现场，发现李玲是被从学校侧门劫持走的。而李弘基这个时候已经到了延安，正兴冲冲地准备见自己的女儿。

就在这个时候，有人在河边发现了一具无头女尸，从衣着特征上看，就是李玲。