孟耀辉(袁弘 饰)以迅雷不及掩耳之势抓起手边一个玻璃杯狠狠掷向白菊(杨紫 饰)，随即整个人扑上前去与她扭打在一起。男女体力差距在此刻显露无遗，白菊很快被孟耀辉死死按在桌面上，他的双手如铁钳般扼住了她的咽喉。就在白菊意识逐渐模糊之际，白椿(周游 饰)发疯似的冲进房间，用尽全身力气飞起一脚将孟耀辉踹倒在地。孟耀辉踉跄着爬起反击，随即抓起手枪跌跌撞撞逃进里间宿舍并反锁了房门。白菊挣扎着恢复神智，发现枪已不见踪影，而白椿正不顾一切地用身体撞击着那扇紧闭的木门。一个可怕的念头闪过脑海——孟耀辉极可能隔着门板开枪——白菊扑过去想拉开白椿，却听见震耳欲聋的枪声骤然响起，白椿肩头瞬间绽开血花。枪声停歇后，白菊敏锐地察觉到屋内动静有异，她冲到窗边推开窗户，正好看见孟耀辉从二楼窗台纵身跃下的身影。
白菊毫不犹豫地转身冲下楼，发动汽车紧追孟耀辉驶离的车辆。此时的孟耀辉已如亡命之徒，将油门踩到底朝着鑫海煤矿西侧的荒凉公路狂飙。谢阳带着警员小范驾车紧随白菊之后，但由于他们所乘车辆底盘较低，在坑洼路面上逐渐被拉开距离。眼见孟耀辉的车越来越远，白菊心一横，猛打方向盘用车头侧撞向孟耀辉的车尾试图逼停对方。这举动彻底激怒了孟耀辉，他竟在疾驰中摇下车窗，举枪射穿了白菊车辆的轮胎和侧窗玻璃。此时谢阳的警车终于赶到，小范刚推开车门便被孟耀辉一枪击中手臂。白菊趁机夺过小范的配枪向孟耀辉还击。混战中孟耀辉打爆了谢阳警车的轮胎，正欲驾车逃离现场。白菊与谢阳抓住这转瞬即逝的机会同时开火，数发子弹接连命中孟耀辉的躯干。
身负重伤的孟耀辉在审讯中坦白，他与王富民确实牵涉进多杰(胡歌 饰)失踪案，但坚持否认亲手杀害多杰。他回忆起多年前在博拉木拉当沙娃子的艰苦岁月，当时车辆抛锚、燃油耗尽，他与几个同伴在无人区濒临绝境，是多杰将随身携带的白馕分给他们，这才让孟耀辉捡回一条命。因此当后来发现要灭口的目标竟是昔日恩人时，孟耀辉选择了手下留情，只是弃之多杰于荒野，任其自生自灭。然而不久后他折返查看时，却发现多杰的车停在半路，一辆尾号为58的黑色轿车将多杰带走。为消除痕迹，孟耀辉将多杰遗弃的车辆拖至更偏僻的荒原焚毁。
这些年来，孟耀辉替冯克青(宋楚炎 饰)处理过无数见不得光的勾当，其中就包括多年前的齐玛尔金矿案——当年贺清源(苏鑫 饰)正是被他近距离一枪击中头部身亡。冯克青背后的保护伞盘根错节，涉及环保局局长黄某，甚至还有天多市副市长林培生(李光洁 饰)。根据孟耀辉的供述，警方在一处废旧汽车回收场找到了那辆尚未被拆解的尾号58轿车，技术人员从车厢内提取出大量陈旧血迹。该车最初登记在冯克青名下，后过户给名为林建设的男子，但过户时林建设早已移居海外。面对证据，市公安局内的林培生最终承认，这辆车是他以堂弟林建设的身份购置的。
经DNA比对，车上血迹属于失踪多年的多杰。调查显示，多杰生前其实早已察觉有人要对自己不利。他曾在机场偶遇一个名叫冯克青的男人，得知齐玛尔金矿实际掌控者就是此人，连李永强(杨烁 饰)也是冯克青的手下。冯克青还向他展示过一份盖有省土地管理局和县政府公章的文件，多杰心里清楚，那些公章正是林培生利用职权私自加盖的。可直到生命最后一刻，多杰仍相信林培生本质不坏，至少这位副市长曾真心实意为牧民争取过权益。那天林培生的车在半路发生故障，多杰最终死在那辆破旧桑塔纳的后座上，双目圆睁，未能瞑目。
根据林培生的现场指认，警方在戈壁荒滩深处找到了多杰早已风化的遗骸，尘封十八年的失踪案终于真相大白。法院经审理，判处冯克青、孟耀辉死刑；林培生因多项罪名合并判处无期徒刑；试图潜逃出境的朱莉在边境被捕。原天多市市长汪瑾梅因受贿罪获刑，原天多市煤炭局局长黄硕同样受到法律严惩。这场跨越十八年的追寻落下帷幕，多杰被迫授烈士荣誉称号。
全剧终。