一直默默无闻在刑警队影像分析室工作的两名普通警察，在医院的监控视频中发现了丁三和王强是同伙的证据。
程华逐渐厘清了丁三他们前面的一系列罪证，程华决定对一直被监控的丁三实施抓捕。
在此之前警方越来越紧的追捕措施，已经让丁三感觉到自己暴露就在眼前，丁三先程华他们一步，让邻居替自己迷惑监控的警察，逃脱了警察的抓捕。
程华虽然没有抓住丁三，却通过勘查丁三住处留下的一些专业书籍，大致猜出了丁三他们的作案目标。
丁三为了加快实施犯罪的进度，找到杨志峰，逼着杨志峰弄来了成品炸药和雷管。
孟津从王强和同伙的短信联系中找出了杨志峰的电话，但在他们抓捕杨志峰时，又被丁三抢先一步让杨志峰逃过抓捕。
警方随即发出通缉令在全市范围内搜捕丁三、王强、杨志峰三人。
丁三去医院安装爆炸装置，却正好遇见前往医院看望柯宁的赵兽医父女。赵宏光一路跟踪丁三，又在半路上巧遇刘治国。当丁三发现自己被跟踪，想逃脱之时，刘治国上前拦截，被丁三刺倒在偏僻小巷里……
随后赶来的程华克制住自己复杂的情感，仔细勘查，细致分析，终于弄清楚了丁三他们一系列行动的目的所在。
丁三此时已经主意已定，给同伙公开了自己的所谓李代桃僵的巧妙计划，原来他是想利用炸药抢劫一家医院的运钞车做假象。借机炸开博物馆地下文物库的墙体，盗窃里面的珍贵文物。
几个犯罪分子的黄粱美梦似乎即将就要成真。
此时程华凭借超人的推理，和艰苦的摸排工作，排除了犯罪团伙种种犯罪的可能，并运用科学的倒推和角色置换，推测出了犯罪嫌疑人可能实施爆炸的地点。大刘等人也紧急进行了安排布置，一场最后的较量即将展开。
真凶难逃第25集剧情介绍（大结局）就在丁三和杨志峰进入医院设备间，准备钻入管道会和王强炸开文物库水泥墙，实施抢劫之时，等待他们的却是公安人员黑洞洞的枪口。
丁三妄图鱼死网破，按动了遥控起爆器的按钮，但是预想之中的爆炸却并没有发生。原来杨志峰提前并没有给丁三真的雷管，而想为了确保最后自己的利益，在行动之时，再敲丁三一把。
在审讯室中，丁三万般抵赖自己的所有罪行，即便见到王强也丝毫不慌乱。
原来程华在推断出丁三他们的犯罪目的之后，就提前安排特警在医院的地下管道中抓捕了王强。王强则把丁三所有的计划安排全盘交代。
丁三面对这一切，依然狡辩，避重就轻，但都被程华运用科学的审讯手段和分析逐一破解。当这一系列案件的真正主使者，道貌岸然的李根勤最终也戴着手铐出现在丁三面前时，他彻底崩溃了。
原来，最初李成和盗窃曲庆安家的古玩，不过是李根勤驱使李成和使用赝品偷换曲家一本价值连城古画册的幌子。李成和事后原本想借此得到一笔巨额酬劳，却没想被李根勤借口他和自己的情妇杨吉娜偷情而暴打驱逐……
妄想暴力盗窃博物馆文物库里文物的幕后老板，也是李根勤。
一场正邪之间的较量，终于以正义一方的胜利而告终。任何妄想靠撼动法律，不劳而获而过上所谓幸福生活的犯罪活动，都将受到法律的严惩!（全剧终）
