Nonostante sia ancora sospeso dal servizio, Luca trova ancora una volta il modo di scoprire dettagli interessanti sul caso. Nel frattempo, Buttafuoco e Barbagallo si preparano a cercare il DVD tra una montagna di rifiuti.

Barbagallo e Buttafuoco trovano il DVD che però non aiuta molto a identificare l'assassino. Per fortuna c'è l'indizio scoperto da Manara che darà la svolta conclusiva all'indagine.

L'episodio si conclude con Luca ancora una volta protagonista per aver risolto il caso. Purtroppo per lui, il destino non ha scelto di premiarlo.

Marta corre da Ginevra per confessarle quello è successo la sera in cui Luca è stato ferito. Nel frattempo Luca, accompagnato da Ada, si dirige alla fermata dei pullman per l'arrivo di sua sorella.

Si inizia ad indagare per scoprire chi ha ucciso la missionaria che si trovava sul pullman insieme alla sorella di Luca. Toscani dà gli ordini alla sua squadra grazie all'aiuto di Luca. Ginevra riesce a dare qualche informazione in più sull'omicidio.

Sulla scena del delitto arrivano anche Rivera e Raimondi che vedendo Luca non capiscono cosa ci faccia lui lì. Tiziana, la sorella di Luca, non sembra rendersi conto di quello che sta succedendo.

Una riunione a tre, Manara, Casadio e Raimondi. L'unica sospettata resta la sorella di Luca. In centrale tutti sono molto nervosi.

Raimondi lascia il commissariato e l'indagine passa a Manara che è già pronto a dare indicazioni alla sua squadra. Quattroni conosceva la vittima e rivela dei particolari importanti a Manara.

Tutti i passeggeri sembrano aver visto un unico passeggero salire e scendere dal pullman durante la sosta. Buttafuoco e Barbagallo portano a termine l'ispezione dei bagagli, ma si accorgono che in commissariato è stato lasciato uno zainetto.

Lo zainetto lasciato in commissariato contiene forse il movente. Adesso bisogna capire a chi appartiene e fare di tutto per scagionare Tiziana. Marta prova a capire perché Luca faccia finta di non averle mai detto "ti amo".

Le indagini sull'omicidio nel pullman vanno avanti: Ginevra scopre che la vittima era malata di cancro e Toscani scopre qualcosa su Tiziana che lascia Luca senza parole...

Luca è su tutte le furie con sua sorella, si sente tradito e ha timore che questo evento possa ripercuotersi sulla sua carriera... Nel frattempo le indagini continuano con una inviata speciale...

Marta è bravissima come ballerina di lap dance ed è così convincente che riesce a persuadere il proprietario del nightclub e il suo assistente.

L'assassino non è chi sembra e per Luca è tempo perso. Nel frattempo Tiziana non rispetta gli arresti domiciliari e rischia grosso.

Il mistero dell'assassino cresce sempre di più. Mentre Luca cerca di costruire un quadro, Tiziana gli confessa che si è innamorata.