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我是刑警 · 连环杀人案真凶伏法，战友遗志终得告慰
杨小洁通过DNA比对成功锁定清江两案的犯罪嫌疑人，竹城市公安局南文分局局长特意颁发五万元奖金以示表彰，并号召全体干警向她学习。
随着清江两案、东林凶杀案与草河案陆续告破，秦川却发现良城警方的DNA检测数据迟迟未到。他立即派人联系询问，而良城技术中心的干警经过持续攻坚，终于在关河提取的指纹中比中目标——嫌疑人范围缩小到常小兵及其家族数人。副局长朱志鹏迅速调集警力展开摸排，计划将相关人员带回逐一比对。
就在此时，宋绪接到范守良突发脑出血的消息，急忙赶往医院。另一路民警冯磊与技术中心干警找到常小兵的叔叔常兴荣，以办理二代身份证为由采集其指纹。负责比对的干警一眼认出这正是寻找多年的关键指纹，立即通知冯磊紧盯常兴荣，同时将数据传回中心复核，确认常兴荣就是连环杀人案的真凶。
宋绪得知后火速带队实施抓捕。常兴荣起初还故作无辜，但在宋绪积压八年的怒火面前彻底崩溃，承认自己犯下十余起连环杀人案，并懊悔连累两个儿子。他详细供述所有罪行，其残忍手段令在场办案人员愤慨不已。常兴荣提到，在杀害护士与八岁女孩时，自己也曾感到恐惧。
医院里，范守良生命垂危，秦川与宋绪隔着玻璃望见浑身插管的战友，心情沉重。公安报记者前来采访常兴荣案，常兴荣毫无悔意，只反复询问案件是否会影响儿子前途。他自称当年报考飞行员被人顶替，经刘林核实，其仅通过初试，并无顶替一事。秦川直言常兴荣的罪行将成为子孙后代的耻辱，彻底击碎其幻想。
返程省城的路上，秦川并无破案喜悦，反而愈发凝重。此时宋绪来电告知范守良离世的消息，秦川与刘林不禁泪流。宋绪来到范守良墓前，轻声哼唱《便衣警察》主题曲，告慰战友：连环杀人案已破，凶手伏法，你可以安息了。
回家晚餐时，何青莲见秦川难得轻松十分高兴。秦海正宣布将调往反诈中心工作，得到秦川的支持。叶海平也来电分享喜讯——她荣获中国青年科技奖，下月前往绪城领奖。秦川答应陪同前往，叶海平笑祈期间千万别发大案。
何青莲催促李文与赵飞早日成婚，李文却找借口搪塞过去。叶海平觉得二人般配，反被李文“警告”别乱牵线。秦川试探秦海正的感情状况，才发现儿子尚未恋爱，只好笑着承认自己是在“诈”他。
颁奖典礼当天，秦川与李文一同到场为叶海平助阵。叶海平仿佛看见父亲叶茂生也在人群中为她骄傲，瞬间热泪盈眶。仪式结束后，牛玉国之女牛静找到叶海平，恳求她去看望病危的牛玉国——他癌症晚期，唯一心愿是向叶海平谢罪。李文坚决反对，但牛静希望父亲能走得心安。
叶海平最终答应前往。秦川陪她到医院，牛玉国在ICU内透过玻璃看见叶海平，激动地扯下面罩，随即窒息。医护人员紧急抢救，叶海平静静转身离开。回到车上，她掩面痛哭——亲眼见到杀害父亲的凶手以这种方式承受报应，心中百感交集。
秦川站在原地，高建设、叶茂生、范守良等逝去战友的面容一一浮现。他轻轻唱起那首熟悉的《便衣警察》，用歌声寄托对英魂的缅怀，旋律随风传向远方。
全剧终