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方建國從北京發來緊急電報，李桂芳的真實身份終于揭曉——她是中國著名女高音歌唱家李桂芳，1950年代曾多次隨藝術團訪問蘇聯，并在1957年獲得了前往莫斯科進修的機會。
林曉峰立刻意識到，如果李桂芳確實在1957年去過莫斯科，那么她很可能就是《莫斯科郊外的晚上》最初的中文版演唱者，甚至可能就是俄語原版的錄制者之一。方文軒回憶起母親曾經提起過，李桂芳是她大學時代的聲樂老師，一位備受尊敬的音樂家。
林曉峰和方文軒決定返回莫斯科尋找李桂芳的下落。他們通過中國駐蘇聯大使館的關系，查詢到李桂芳在蘇聯期間的演出記錄。記錄顯示，1957年9月15日，李桂芳在莫斯科工會大廈音樂廳進行了演出，而這正是《莫斯科郊外的晚上》首次在公開場合演唱的日期。
就在他們以為真相即將水落石出時，一個意外的人物出現了——一位自稱是米哈伊爾兒子的俄羅斯中年男子伊萬找到了他們。伊萬聲稱他的父親米哈伊爾并不是歌曲的創作者，真正的創作者另有其人，而這個秘密他隱藏了整整四十年。
