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1994年夏天的北京南城，有个女孩在井里“自杀”了，但现场的种种迹象表明，这是一起故意杀人事件，而且性质十分恶劣。在那之后，又陆续有女孩在胡同里被害。“胡同杀手”传闻四起，恐惧的阴云笼罩在每家每户头顶。但那个年代，侦破手段远没有现在发达，胡同里没有什么摄像头，更没有DNA比对技术。要抓住一个嫌疑犯，几乎没有捷径，就是挨家挨户的走访。甚至连“流氓老炮儿”也被叫来一块查案。住户中流传出这样一个谣言:为了逼迫拆迁户离开，开发商故意弄死一个女孩，有关部门包庇了凶手。警察带着徒弟，一起扑进了案中。他们手举茶缸，骑着老式自行车，穿梭在不到3平方公里的破旧胡同区追捕这个连环杀手。接触这起案件之前，他俩不信命。但很快，受害者的数量不断增加，辖区被闹得天翻地覆、人心惶惶，师徒俩警察处境艰难。他们唯一的线索是：凶手跑不出这几条胡同……
冉曦被停职，东东去世后，冉曦北萍不再这里住下去了，反正也是要拆迁了，他们索性提前搬走，不过北萍没有想着跟冉曦离婚，北萍看到了桌子上馊了的饭菜，想起来东东还没吃东西，他是饿着肚子离开的。赵赶鹅来吊唁东东，冉曦先是对他鞠了一躬，然后开始抽自己，众人见状，都先离开了。
田畅有打来了电话，冉曦接电话知道对方是田畅，他告诉田畅东东不在了，这件事他不怪田畅，希望她多保重。北萍清洁好店里，跟王长举道了别。东东去世后的这些年，冉曦和北萍相依为命，冉曦病重了，北萍一直照顾他。晚上两个人还手拉手一起看电视，虽然没有了儿子，他们就是彼此的亲人。
1996年春节，冉曦还在大宁家门口等着他，这些年他一直都没有放弃，结果真的等到了大宁回来，大宁告诉冉曦，自己回家陪老母亲吃个饺子，冉曦同意了，都等了十几年来，不差这一会儿，大宁表示跑累了跑不动了。冉曦终于了却了一桩心愿，他抓住了曾经伤害师父的人。
2012年冉曦的时间不多了，找胡同杀手的重任就交给赵赶鹅了，冉曦给赵赶鹅想了个招，让赵赶鹅把所有老街坊都找来参加自己的追悼会，他相信真凶肯定在里面，他表示自己会给赵赶鹅发信号。
冉曦去世后，赵赶鹅征求北萍同意后，在一束花里放了摄像头，就是为了寻找真凶。北萍知道，破案的时候，是冉曦最高兴的时候。晚上，赵赶鹅回去把摄像头拍下来的都看了一遍，他没有找到凶手。他有些崩溃了，坚持了十几年，赵赶鹅决定放弃了，他把所有的证据都装在一起，拿去火葬场的炉子里全部烧掉了。
赵赶鹅准备离开的时候，听到附近小超市的狗一直在叫，他闻声走了过去，果然看到了这个超市有摄像头，他让老板找出来昨天的录像，赵赶鹅发现了田浩，田浩买了一瓶饮料，那个样子就像是在庆祝，监控里的田浩非常高兴，只有凶手才会这样，找了这么多年，原来真凶就是他们很熟悉的田浩。田浩立刻回派出所档案室，查找田畅现在的住址。他找到了田畅住的地方，现在田畅已经有了一个孩子，和丈夫离了婚，自己带着孩子。赵赶鹅是想通过田畅找到田浩。但是田畅早就和父亲断绝关系了，赵赶鹅说出师父冉曦的名字，田畅才稍稍放下了戒备，她告诉赵赶鹅，当年她放学的时候，直到到家才发现父亲跟了自己一整条胡同，但一直都没发现他，所以现在她走路会习惯性看身后是不是有人。