曾昭吉在家中精心研究，仅用十两银子就成功打造出一支性能优越的枪械，比起洋人的制品省下一半费用。徐建寅对性能表示担忧，曾昭吉当场进行演示，徐建寅由此对他刮目相看，而丁宝桢对曾昭吉的成就赞叹不已。
为了巩固海防，丁宝桢委派陈云飞制作山东海岸图纸，选定烟台、威海卫和登郡为防御据点。他计划派遣齐嵩汝招募兵马，强化这些据点的防御力量。徐建寅听说张荫桓离开上海，产生疑虑，但李培荣为其辩护，丁宝桢也相信张荫桓的为人。徐建寅决定亲自前往上海调查，丁宝桢则希望他留下监督建设厂房，考虑派遣陈云飞去上海。
齐嵩汝在短时间内成功组建了三个营的兵力，丁宝桢计划将他们分配到三个据点，强化防御。丁宝桢收到丁体常的家信，将信内容如数念给钟春兰听。张荫桓匆匆赶回济南，直接向丁宝桢汇报，提到他在上海购买机器的事情。丁宝桢鼓励他休息，然后派人通知陈云飞和徐建寅。
丁宝桢亲自前往烟台视察新招募的士兵，却突然收到陈云飞的来信。自从知道张荫桓回到济南后，徐建寅就失踪了。丁宝桢开始担心徐建寅受到王五的操控，决定请教上海道台的老朋友，但回信迟迟未至。情急之下，丁宝桢在钟春兰的劝说下决定寻求金小妹的帮助，她提到在上海做生意的威廉可能有办法。
在上海，恩承派人去找徐建寅，希望在丁宝桢之前找到他。陈云飞请求威廉打听徐建寅的下落，终于得知徐建寅被王五绑架。陈云飞、威廉及时赶到，发现徐建寅昏迷在床上。王五威胁陈云飞，要求他为张荫桓支付一万两定金。陈云飞坚决拒绝，威廉则借助朝廷和领事馆的势力，威胁王五。最终达成协议，王五放过徐建寅，但要求一个月的饭钱100两银子。威廉和陈云飞护送徐建寅回济南，丁宝桢得知事情后亲自下厨，为威廉表达感激之情。
在丁宝桢和张荫桓等人的共同努力下，山东机器局终于建成。丁宝桢亲自为机器局揭牌，邀请牛春生负责守大门。丁宝桢兴致勃勃，回家与钟春兰共赏月，正值阴历十五，两人一同欢度美好时光。
第一批药弹终于在机器局生产完成，张荫桓邀请丁宝桢亲自试射。丁宝桢困扰于山东无法建造炮台的问题，张荫桓建议以舰船作为流动炮台，应对外来威胁。丁宝桢认为此计划可行，决定让他实地考察后再做决定。
丁宝桢亲自试射了由机器局制造的药弹，他的精准枪法引人瞩目。齐嵩汝发现药弹的穿透力相当出色，但仍不及洋人的水平。徐建寅在一夜之间给慈禧写了一份奏折，指责丁宝桢搞个人英雄主义，浪费朝廷财力，制造劣质药弹等罪名。
丁宝桢召集全体员工，公开宣布第一批药弹的不足，并提出重建的计划。他强调，只有生产超越洋人水平的武器和弹药，国家才能真正强大。丁宝桢鼓励大家集思广益，共同找出实际的改进方案，受到全体员工的积极响应。徐建寅深受感动，撕毁了自己曾经弹劾丁宝桢的信件，承认他误解了丁宝桢，现在才真正认识到他是一位为国家和人民付出的好官。曾昭吉和徐建寅通过多次试验，终于找到了药弹穿透力不足的原因，即硝磺纯度不够。牛春生为他们提供了富含硝石的矿藏。
丁宝桢提出了一个大胆的计划，计划将生产的药弹出售，用于筹建炮台。
