Разбойники Дубравина зачем-то отбивают арестованных во время волнений рабочих, убивая при этом сопровождающих их казаков. Следующий вместе с конвоем Измайлов тяжело ранен, но ему удается сбить преследователей со следа и уползти в тайгу. Там его находит собирающая травы и корешки Надя Златовратская. Используя свои медицинские навыки, она выхаживает раненного в зимовье. Между выздоравливающим Измайловым и Надей возникает любовная связь, причем с самого начала проговорено, что Коронина Надя никогда не оставит.
После прибытия Измайлова в Егорьевск, местные ссыльные Коронин, Давыдов и Веревкин пытаются привлечь его к революционной деятельности, а потом, наоборот, считают провокатором. Провокатор должен быть, это известно доподлинно, но кто же он? Измайлов, вроде бы, больше всех подходит на эту роль.
Машенька Гордеева-Опалинская пытается найти в Измайлове друга и соратника. Серж Дубравин по понятным причинам сторонится нового инженера. Черный Атаман вступает с ним в переписку, возвращает документы и советует вернуться в Россию, от греха подальше.
Измайлов тяготится всем этим, включая связь с Надей, но не знает, что предпринять. Он избегает егорьевское общество, дружит с рабочими, Васей Полушкиным, Иваном Притыковым, и «дикими» детьми Пети и Элайджи, причем единственный принимает их всерьез, и в каком-то смысле инициирует их умственное и эмоциональное развитие.
Тем временем настоящий отец Сони, пьяница и бездельник, тайком от Веры шантажирует девочку, требуя у нее вещи и деньги и угрожая отдать разбойникам брата Матвея. Соня открывается брату. Матвей обещает все уладить и попутно знакомится с Волчонком, Лисенком и Зайчонком. Дети организуют некую совместную игру-приключение, целью которой является слежка за разбойниками и выяснение их привычек (Нужны ли им маленькие мальчики, или Сонин отец все врет?).
Приблизительно в это время в Егорьевск приезжает Гликерия Ильинична, мать настоящего Дмитрия Опалинского (все эти годы Серж от имени Опалинского посылал ей деньги, но, по понятным причинам, не прислал ни одного письма). Узнав в дороге о том, что сын жив-здоров, она с нетерпением ждет встречи с ним. Увидев же вместо сына Сержа Дубравина, кричит: «Куда вы его подевали?!» – и теряет сознание.
Вера, узнав всю эту историю от Сони (которой, в свою очередь, рассказал ее очевидец-Волчонок), проникается сочувствием к несчастной старушке и сообщает дочери, что на самом деле сын старой женщины жив, и он – никто иной, как Черный Атаман. Сильный в логике Матвей-младший более-менее правильно просчитывает ситуацию, и дети принимают решение: они тайком уводят старушку из трактира и переправляют ее на заимку к Черному Атаману. Там и происходит встреча матери и сына.
Накануне начала описанных выше событий с каторги бежит Никанор, бывший камердинер Сержа Дубравина, который все эти годы любит Веру и хранит в душе ее образ. Никанор присоединяется к банде Черного Атамана, встречается с Верой и убеждает ее в том, что он не убивал инженера Печиногу. В обмен на неделю ее любви Никанор предлагает Вере и Алеше место и план разработки новых золотых приисков, разведанных в тайге талантливым на золото старателем Коськой-Хорьком. Интерес к делу Черного Атамана в процентах от выручки и применении его собственных инженерных навыков. Вера, подумав, соглашается на сделку.
Открыв новый прииск «Счастливый Хорек», Вера переманивает туда самых активных и непьющих рабочих, которые уходят в тайгу, разрывая контракт с Опалинскими-Гордеевыми. Пытается Вера переманить к себе и Измайлова, но он отказывается. Маша должна либо подавать в суд на рабочих, либо смириться с Вериным и Алешиным мародерством.
Тем временем полицейско-жандармская операция подходит к своему завершающему этапу. Гавриил Давыдов (который и является настоящим провокатором) сдает полиции егорьевских революционеров и ловко подставляет Измайлова, в результате чего ни у кого не остается и тени сомнения в том, что предатель именно он. Арестованный, в кандалах Коронин плюет Измайлову в лицо.
Измайлов решает покончить жизнь самоубийством. Элайджа и ее дети не дают ему довести дело до конца и совместными усилиями вынимают инженера из петли. Против воли оставшийся в живых, Измайлов решает наконец выяснить, что же происходит вокруг него, и разобраться в егорьевских тайнах. С помощью Волчонка он попадает на заимку к Черному Атаману и слышит от него всю историю со сменой имен и т. д. В завязавшемся разговоре Измайлов случайно выдает атаману полицейского агента в банде. Им оказывается Липат Щукин, отец Сони. Через два дня его находят убитым на тракте.
Остяк Алеша встречается с Черным Атаманом по делам прииска «Счастливый Хорек», и одновременно выдает разбойников полиции, желая таким образом оберечь Веру и получить прииск и Коську в свое полное распоряжение.
Отряд казаков уничтожает банду Черного Атамана. Никанора и Митю Опалинского убивают. Одновременно на прииске начинаются запланированные и спровоцированные полицией волнения. Но Измайлов своей волей и своим опытом революционного трибуна предотвращает бунт.