가족을 먹여 살리기 위해 남장을 하고 책을 필사하며 살아가는 윤희. 빚쟁이들이 점점 목을 죄어오자 중대한 결심을 하기에 이른다.

선준의 계획에 따라 어쩔 수 없이 동생의 이름으로 과거 시험을 치르는 윤희. 뜻밖에도 윤희의 답안지는 왕의 눈길을 사로잡는다.

선준이 선배 유생들에게 굴욕적인 벌칙을 받을 처지에 놓이자 선준을 구해주는 윤희. 하지만 머지않아 생각지도 못한 고난과 마주한다.

드디어 수업이 시작되고 윤희는 설레는 마음으로 첫 수업에 참석한다. 선준을 미워하는 인수는 선준을 감싸는 윤희도 가만두지 않으려 한다.

가까스로 위기의 순간을 모면한 윤희. 이런 윤희의 맥을 짚어본 정약용은 비밀을 금세 알아챈다. 활쏘기 대회를 앞두고 선준은 윤희를 가혹할 정도로 엄하게 연습시킨다.

윤희가 성균관에서 학업을 계속하려면 활쏘기 대회에서 이겨야 한다고 말하는 정약용. 마음을 다잡은 윤희는 선준의 도움을 받아 연습을 이어간다.

활쏘기 대회에서 맞붙게 된 윤희 팀과 인수 팀. 그런데 누군가가 보이지 않는 곳에서 윤희를 상대로 음모를 꾸민다.

유생들이 보는 앞에서 인수에게 모욕을 당한 윤희. 비참한 기분을 추스르며 집으로 향하는데 누군가가 몰래 윤희의 뒤를 밟는다.

유생들이 돌아온 성균관에 도둑이 들자 윤희가 의심의 눈길을 받게 된다. 그 자리에 나타난 정조는 윤희가 무죄를 증명할 수 있는 기회를 마련해준다.

조사에 나섰다가 위험에 빠진 선준은 어떤 여인의 도움으로 위기에서 벗어난다. 얼마 후, 결정적인 단서가 발견되면서 마침내 진범의 정체가 드러난다.

정조의 명령으로 시작된 조사는 예상치 못한 결과로 이어진다. 윤희의 속마음을 알게 된 선준은 윤희에게 언제나 자기 곁에 있어 달라고 말한다.

낯선 섬에 갇혀 윤희와 함께 하룻밤을 보낸 선준은 윤희를 향한 감정 때문에 힘들어한다. 한편 재신과 윤희는 점점 가까워진다.

윤희는 선준과의 소원해진 관계를 회복하려 애쓰지만 선준은 냉랭하기만 하다. 윤희를 놓고 선준과 재신이 한판 붙는다.

윤희와 재신이 서로 좋아하는 사이라는 소문이 걷잡을 수 없이 퍼져나간다. 윤희는 이 소문의 근원지가 선준이라 생각하고, 인수는 소문의 진상을 요구한다.

재회를 마친 후 성균관에서 나와 효은과 정혼하기로 마음먹은 선준. 정혼의 날 아침, 윤희에게 그동안 숨겨두었던 마음을 고백한다.

윤희가 여자라는 사실을 알고 경악을 금치 못하는 선준. 비밀이 들통나기 전에 성균관을 그만두라고 설득하지만, 윤희는 완강하게 거부한다.

조선의 개혁을 꿈꾸는 정조는 윤희와 일당에게 비밀스러운 임무를 맡긴다. 윤희와 선준은 밀지를 함께 풀어나가면서 서로에 대한 감정을 확인한다.

아버지가 사건에 연루되었다는 사실에 깜짝 놀라는 선준. 진실을 밝혀줄 수 있는 단 한 사람을 찾아 나서지만 그 사람은 종적을 감춘 지 오래다.

재신이 부상당하자 선준은 자신이 홍벽서가 되겠다며 나선다. 윤희는 선준을 구하기 위해 유생들의 뜻을 모은다.

유생들의 뜻을 받아들인 정조는 선준을 석방한다. 정조는 유소를 주도한 윤희에게 선물을 내리고, 인수는 윤희의 비밀을 알게 된다.