《国家机密2》分集介绍：第六集
当神秘女人用药迷倒袁工，把手伸向袁工的电脑时，侦察员突然出现，当场将其抓获。经审讯，她交代了自己从事间谍活动，代号“戴安娜”。根据实际情况分析，专案组认为此人不可能是吉米的王牌，这可能又是吉米耍的花招。案情分析会上，关厅长领来一个年轻的女侦察员石慧，并宣布她为新科长，负责这次侦破行动。这引起了林云飞和董智超的不满，并对其冷嘲热讽。石慧不为所动，对侦察计划提出了自己的想法：对动力所这样的重点单位，应派侦察员用掩护身份进入，进行贴近侦查，并推荐林云飞执行此任务，让林云飞很感意外。为了全身心地完成这次任务，林云飞向宋小菲提出断绝来往，这让宋小菲很伤心。
林云飞以所办副主任的身份进入了动力所，他的身份只有李书记一人知晓。钟所长要出差，临行前叮嘱林云飞照顾好负责测试工作的袁知方。林云飞利用副主任的身份，对动力所的重要人员和重点部位进行了严密的排查，没有发现任何可疑之处，动力所的安全保卫措施也没有明显的疏漏。但专案组从特殊的渠道得知，动力所的一份机密的研究计划已泄露到境外，洪处长非常的生气，林云飞也感到很自责。为查清此案，石慧等人来到动力所，向袁知方了解情况，不想袁工非常激动，突然病倒了。
《国家机密2》分集介绍：第七集
林云飞陪袁工回家休息，意外遇到了TTC公司董事长金梦前来探望。经了解，金梦是袁工的学生，与袁工是私交，案发时她在国外。她接触袁工很可能是想利用袁工的儿子科技局长袁宇，发展自己的事业。由于袁工的关系林云飞与金梦有了接触，一次陪袁工打网球时，林云飞意外地发现金梦手臂上也有一颗痣，引起他的注意。金梦很看重林云飞有“副省长亲戚”的特殊背景，想请林云飞去TTC公司工作。石慧对金梦的背景身份也有疑虑，让林云飞继续接触金梦。
一个星期过去了，案件却毫无进展。石慧提议对动力所进行一次全面的安全检查，来打乱敌方的步骤。检查结果让所有人大吃一惊：由袁工保存的K1样品被人动过了，袁工心急如焚，突发心脏病，住进了医院。通过技术检测，作案现场没有外来人员作案的迹象。林云飞分析，袁工说过在新样品和旧样品对冲的时候会有损耗，而三天后要有新样品送到，所以，有可能是懂技术的内部人作案，而且把目标锁定在了陆工身上。经多方调查和特殊的技术探测，证实陆工不可能出现在作案现场，作案者另有其人。
《国家机密2》分集介绍：第八集
经排查和技术鉴定，排除了所内所有能够接触此重要科研资料人员作案的可能，除袁工已被助手证明案发当时他一直在测试室以外，没有任何所内人员进入案发现场的迹象，专案组都很着急。在案情分析会上林云飞提出了一个非常大胆的设想，很有可能是袁工监守自盗，并说明自己发现最近袁工的一些异常举动。此言一出遭到大多数人的反对，特别是洪处长。林云飞赶回医院继续看护袁工，他无意中发现袁工对儿子很反感，两人还在病房里吵了起来。联想到袁工一些异常的行为，林云飞又开始了对袁工进行私下调查。据可靠情报，失窃文件可能从机场流出。为了防止样品外流，洪处长命令对机场进行检查，全力防范样品出境。此时技术部门报告，案发现场有两只猫的猫毛，而林云飞清楚记得案发前后，袁工家除了自养的猫以外，还收留了一只流浪猫。这证明在案发时袁工去过现场，而不是他说的这两天根本没有进过案发现场。林云飞再一次向洪处长汇报了这一特殊情况，并报告发现袁工有过分迁就儿子的弱点。但洪处长不听林云飞的建议，严令按计划行动。林云飞认为这是一个重要的情况，对此案很可能时一个重大突破。他直接向关厅长作了汇报，关厅长听取了林云飞的建议，决定对袁氏父子进行调查。果然在袁宇身边发现有一些神秘的女人，袁宇的秘密情人—模特于莉娜十分可疑。
《国家机密2》分集介绍：第九集
通过对于莉娜的电话跟踪，又有两个神秘女人露出水面，一个是袁宇的保姆李小曼，另一个就是美容院老板谢韵。经查，此三人都有国外的经历，存在重大间谍嫌疑，而谢韵开设的美容院很可能是他们的秘密联络点。专案组决定进入美容院进行侦察。林云飞与石慧化装成某时尚杂志的专业人员，假借要为谢韵做一个专访，来到了美容院。趁林云飞等为谢韵拍照之际，侦察员小曹进入美容院的贵宾室安装了监控设备。狡猾的谢韵几次借机对贵宾室进行了反侦察，在董智超的技术配合下，几次化险为夷，但情急之下，小曹放错了贵宾室的风沙物。石慧急中生智假装头疼要借用谢韵的贵宾室，谢韵无奈地答应了，林云飞趁机放回了风沙物。经过监控和多渠道收集的情况分析，吉米的王牌“戴安娜”，实际上可能是一个由美女组成的间谍小组，谢韵是这个小组的领导者。他们掌握了袁工爱子心切的弱点，利用袁宇出国考察之际，拉他下水，让袁宇逼迫袁工成功地窃取了K1样品。根据所掌握的情况分析，他们很有可能利用袁工再次作案，窃取K2样品，通过特殊渠道将双K样品偷运出境。此时袁工也强烈提出要出院，而新样品两天后也要送到动力所。专案组决定将计就计，让袁工出院参加新样品的测试。
《国家机密2》分集介绍：第十集
自觉得有愧于儿子的袁工，为了保住儿子的前程，在袁宇的苦苦央求之下，答应了儿子的要求，准备对K2样品下手。他借口对K1样品室有心理障碍，要求与杨工调换测试场地，进入了K2样品室。当他伸手窃取K2样品时，一下子愣住了。回到家里袁知方告诉袁宇K2样品是假的，国家安全部门已经发现了他们的活动，让袁宇好自为之，并吞服了毒药。临终前向袁宇说出了他之所以这样做，一是为了儿子，另外还受到一个人的威胁，并告诉袁宇那个人的名字，这一幕都被监控器前的林云飞看在眼里。专案组果断采取行动，抓捕了袁宇，在对其审问中得知K1样品已交给了谢韵，此致“戴安娜”小组的情况已基本清楚，专案组迅速对 “戴安娜”小组采取抓捕行动，但他们似乎得到了告警，谢韵服毒自杀，并毁了自己的电脑；于莉娜和K1样品不知所踪；只抓住了保姆李小曼。专案组对于莉娜全力追踪，并在她即将上飞机之时，将其抓获，在于莉娜的假发里搜出了藏匿的K1样品。经过检测，却发现搜获的K1样品只是失窃的一半。于莉娜交代他们背后还有一个神秘的男人在指挥，那一半样品在他手里。这个男人会不会是袁工死前对袁宇说的那个人，林云飞与石慧再次提审了袁宇，让他说出那个人是谁。不想，袁宇却百般否认知道谢韵的上级是谁，也没有听清袁工对自己说过的那个人的名字。
《国家机密2》分集介绍：第十一集
林云飞与石慧都认为这个人可能是侦破此案的关键，他们反复观看监控录像后，仍无法知晓这个人是谁，只是根据录像认为这个人应该是袁工和袁宇相识之人。他们找来了唇语专家对录像进行分析，结果专家写出了一个让他们无法相信的名字。他们又请专业录音师对声音进行分析，结果与唇语专家的结论一致。为了慎重，他们又一次提审袁宇。在他们的耐心说服并保证其安全的前提下，袁宇说出了这个人就是侦察处长—洪子城。事关重大，他们立即直接向关厅长汇报。关厅长也得到了特殊报告，洪处长小姨子与谢韵是好朋友，而洪子城在国外的妻子和岳母等人最近得了一笔不小的收入。关厅长和石慧、林云飞和董智超宣布对洪子城启动内部调查程序，并要求对外绝对保密。董智超不相信洪处长会是间谍，与林云飞发生了冲突。
