丁宝桢整日心情沉郁，他担忧机器局的炮弹质量出了问题，也为施耐德的观摩而烦恼。齐嵩汝认为这并非坏事，趁机让他们见识一下水师的实力。丁宝桢对齐嵩汝的才学非常赏识，决定送他去国子监学习，齐嵩汝自然欣然接受。

曾昭吉细致检查了武器库的炮弹，发现了许多粗制滥造的炮弹，里面充满了制造炮弹时剩下的废料。丁宝桢既惊讶又高兴，他迅速排除了机器局炮弹的问题，只需找出内鬼，真相就能大白。

夜晚，牛春生手拿着灯笼四处巡查，忽然发现武器库的窗户被撬开了，里面有人窃窃私语。他悄悄进去查看，发现有人在偷装炮弹残渣。那两个士兵为了逃避事情败露，准备杀掉牛春生以消灭证据，但丁宝桢带着兵士们及时赶到。士兵们承认他们是被丁宝桢革职的登州前任总兵王大人的指使，让他们利用炮弹残渣伪造炸弹。丁宝桢立刻派人去抓捕王大人。

施耐德打算利用炮弹炸膛的事情来败坏丁宝桢的名声，他派人去找恩承帮忙。阎敬铭听说朝廷要追究丁宝桢的罪行，立刻写信通知了丁宝桢。

施耐德和詹姆斯带着人来参观水师，丁宝桢请他们吃饭。施耐德对饭菜不满意，还对水师兵力以及机器局的军火竖起了眉头。丁宝桢深感恼火，施耐德提出双方比试一番，决定在七天后举行。丁宝桢决定亲自训练水师官兵，早就写信请来威廉帮忙找军事演练的教官。威廉在留学时学过这些知识，毛遂自荐做教官。威廉亲自教授士兵格斗技巧，李培荣感到无必要，但丁宝桢对威廉深信不疑。

丁宝桢想利用这个机会展示军火的威力，派人将枪支和弹药运到了水师。比试当天，双方队员百发百中，实力不相上下。李培荣最后上场，他没有射中靶纸，而是命中了悬挂靶纸的细绳。现场一片哗然，裁判根据没有命中目标的理由判他输了。

比赛的第二场开始，双方展示格斗技巧，水师士兵连胜两局，赢得了比赛。第三局是比试火炮射程，但曾昭吉迟迟未到。丁宝桢派遣李培荣去接应，由于山路崎岖，炮弹又笨重，曾昭吉费尽全力才成功地将大炮运送到了指定地点。最终，机器局的炮弹比洋人的炮弹射程远了五丈，第二颗炮弹装进了大炮，曾昭吉调整了炮弹的位置，结果和洋人的射程只差十五丈。丁宝桢为曾昭吉捏了一把汗。

曾昭吉不顾李培荣的劝阻，继续调整炮弹的位置，最终远超洋人的炮弹十丈七。双方的射程总和相当。张文怀亲自观看了这场比试，对丁宝桢赞不绝口，但朝廷已经宣布要关闭机器局，他也无可奈何。

施耐德要求参观机器局，张文怀打算向朝廷申请，但丁宝桢断然拒绝，坚持按照协定办事。施耐德和詹姆斯只好不满离开。

丁宝桢不甘心机器局被关闭，曾昭吉随口提起他们生产的马蒂尼亨利枪，丁宝桢立刻拿来一把改良后的亨利枪给张文怀检阅。张文怀请来精通枪支的安德鲁进行比对，后者认为曾昭吉的枪支更卓越。张文怀决定大量生产这种亨利枪，他立刻回去向朝廷申请重新开放机器局。丁宝桢对张文怀心生感激，托他关照威廉。