丁宝桢(马少骅 饰)听说陕西巡抚对及器具生产的药弹很感兴趣，决定先卖给他一些，然后通过他的宣传打开销路，徐建寅(杨卓蒙 饰)主动要求去陕西，齐嵩汝(亓航 饰)想协助徐建寅，丁宝桢满口答应。
徐建寅和齐嵩汝拉着几箱药弹，曾昭吉(梁霆炜 饰)还让他们带了几杆枪做试验。丁宝桢派张荫桓在山东海岸线考察，他到各个口岸做实地调查，觉得烟台和登州更适合建立炮台，修一座炮台需要八万两银子，只能在一处修建炮台，齐嵩汝选中烟台，这和丁宝桢的想法不谋而合，丁宝桢让他做炮台的总办，全权负责此事。
丁宝桢上书朝廷申请拨款修建炮台，被恩承(侯天来 饰)横加阻拦，正当丁宝桢一筹莫展的时候，钟春兰把陪嫁的首饰当了，再加上平时省吃俭用攒下来钱一起交给丁宝桢应急，丁宝桢别提多开心了。张荫桓把炮台的图纸给丁宝桢过目，丁宝桢很满意，把钟春兰攒的钱给他，张荫桓发誓全力以赴建炮台。丁宝桢发现钟春兰的陪嫁首饰都没戴在身上，猜到她把这些当了，心里既感激又愧疚。
陕西巡抚看中了机器局的药弹，很快下了契书，支付了定金，还要十杆英式马蒂尼亨利枪，那是英国目前最精良的枪支，除了他们没有人能造的出来，丁宝桢让曾昭吉试着做一下。英国商人卡特要参观一下机器局，丁宝桢明确讲明不对外开放，卡特代表英国政府来找丁宝桢谈判，他们免费提供制造军火的机器，要分走一半军火，丁宝桢猜到他是詹姆斯(罗伟 饰)派来的，当面拒绝和他合作。
威廉(毛艺文 饰)及时赶来为丁宝桢解围，他只要两成的军火，卡特只好悻悻离开。张荫桓经过多日筹备，通伸冈炮台正式动工修建，李阿福(刘一熤 饰)闻讯带着乡亲们来应征，张荫桓资金有限，李阿福不要工钱，只要吃饱饭就行，张荫桓就让他们留下来干活。
曾昭吉经过多次改良，终于研发出和马蒂尼亨利性能一样的枪，丁宝桢让李培荣(叶静 饰)试了一下，果然百发百中，丁宝桢当即决定投入生产，还亲自下厨做了一大桌菜庆祝，大家举杯痛饮，张荫桓和齐嵩汝匆匆赶回来，丁宝桢拉着他们一起喝庆功酒。
登荣水师突然传来噩耗，炮弹炸膛导致人员伤亡，丁宝桢连夜赶往水师视察情况。詹姆斯听说此事，他想落井下石把丁宝桢搞垮，把机器局关停，让施耐德(季玛 饰)向朝廷请求观摩水师，施耐德自然求之不得。
丁宝桢来到水师查炮弹炸膛的原因，外国记者蜂拥而至来报道此事，李培荣想把他们赶走，丁宝桢让他们如实报道。陈云飞(曹骏 饰)查到范义(于爱群 饰)的弟弟范礼(曹旭旭 饰)负责运送炮弹，怀疑他从中做手脚，想为范义报仇，苦于没有确凿的证据，丁宝桢让李培荣和陈云飞分头寻找线索。
洋人记者曝光了炮弹炸膛的事，慈禧大为恼火，恩承在一旁煽风点火，请求严惩丁宝桢失职之罪，慈禧气得大发雷霆，奕䜣(王海地 饰)及时赶来为丁宝桢求情，慈禧派张文怀(张志伟 饰)彻查炮弹炸膛的真正原因，如果丁宝桢真有问题，就把机器局关停。
张文怀马不停蹄来到登州府衙见丁宝桢，责令丁宝桢在施耐德观摩之前查明原因。李培荣和齐嵩汝在水师中仔细排查，发现两个看管武器库的水师士兵形迹可疑，就悄悄跟踪他们，他们俩不好好训练，经常跑出去喝酒，D博，李培荣搜到他们藏的银子，对他们严加审讯，最后交代有人偷偷留纸条和银子，让他们对武器库睁一只眼闭一只眼，水师前后都有人把手，外人根本无法进入武器库，李培荣猜到内部人在炮弹上做手脚。
两个涉事士兵都是范礼府上送来的，丁宝桢仔细盘问范礼，范礼对此毫不知情，丁宝桢让他留在府衙等调查结果。