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Neal viene rapito dall'ex collaboratore di Rebecca, il quale desidera entrare a far parte delle "Pantere Rosa" un gruppo criminale internazionale. Per entrare a far parte del gruppo, l'uomo dovrà sostenere un "provino" rubando qualcosa di molto prezioso, dimostrando così le proprie capacità. Neal offrirà il proprio aiuto al suo rapitore. Nel frattempo l'FBI non credendo che Neal sia fuggito, lo cerca. Neal riesce a rubare proprio nella cassaforte di Woodford, capo delle Pantere Rosa, e questo gli garantirà l'entrata nel gruppo. Ritornato da Peter, Neal chiede di poter fare da spia all'interno del gruppo criminale per poterlo distruggere in cambio della sua definitiva libertà; Peter accetta, togliendogli la cavigliera per non rovinare la copertura. Rebecca, portata all'ufficio dell'FBI per essere interrogata riguardo la sparizione di Neal, si fa volontariamente sparare da un poliziotto fingendo la fuga.

Neal è chiamato dalle Pantere Rosa per ricevere un incarico e testare la sua fedeltà al gruppo, ma una volta arrivato all'appuntamento scopre con grande sorpresa che il suo acerrimo rivale Matthew Keller fa parte del gruppo invece di trovarsi in un carcere russo. Scoprirà con l'aiuto di Peter che Keller è stato rilasciato dall'Interpol per infiltrarsi e far arrestare le Pantere Rosa. Incaricato di rubare un prezioso francobollo da un'asta, Neal con l'aiuto di Peter riesce a portare a termine il furto, consegnando alla gang un francobollo falso grazie all'aiuto di Keller che cercerà di coprirlo. Intanto Elizabeth è tornata da Washington per dare una notizia a Peter: aspetta un bambino.

Peter rintraccia l'agente dell'Interpol che controlla Keller e temendo possa mandare a monte l'intera operazione, lo costringe a collaborare con l'FBI. Intanto Neal è costretto a ingannare una giovane ragazza per potersi infiltrare nel suo ufficio nel quale è custodito un computer contente un complicato algoritmo. I federali analizzano l'algoritmo e scoprono che esso indica in modo del tutto casuale e imprevedibile, un aeroporto, un numero di aereo e un orario di arrivo, ciò significa che le Pantere Rosa vogliono rubare qualcosa di molto prezioso che verrà scaricato come merce da un aereo.

Mozzie confessa a Neal di avere una moglie, che ha sposato 5 anni prima mentre l'amico era in carcere; la donna, anch'essa una truffatrice, lo aveva sposato solo per potergli rubare un'ingente somma di denaro. Tornata in città per chiedere il divorzio, fa insospettire Neal e Peter quando annuncia di voler sposare il capo di un'organizzazione di benificienza per bambini. I due fidanzati hann architettato un piano perfetto per rubare un uovo d'oro durante una serata di gala e far in modo che la colpa ricadesse su Mozzie, sfruttando i suoi sentimenti per la "moglie". Peter e Neal riescono a smascherare la truffa, arrestando i colpevoli. Nel frattempo l'FBI scopre che ciò che le Pantere Rosa vogliono rubare sono 500 milioni di dollari in contanti che provengono da banche europee e che non sono rintracciabili.

Woodford, capo delle Pantere Rosa, si presenta a casa di Neal dicendogli di aver scoperto che all'interno del gruppo c'è una talpa e che si fida di lui; Neal sfrutterà questo a suo vantaggio convincendolo ad aiutarlo ad elaborare il piano per rubare i 500 milioni. Grazie a Mozzie che riesce ad alterare l'algoritmo per sapere in anticipo in quale aeroporto arriverà l'aereo con i soldi, Peter e Neal progettano un piano per il furto da presentare a Woodford. Keller per evitare che Woodford scopra lui e Neal come talpe, accusa uno dei componenti del gruppo, che viene ucciso. Per rimpiazzare l'uomo mancante, Neal fa entrare Peter nel gruppo. Tutto è pronto per il grande furto.

Neal e Peter insieme alle Pantere Rosa mettono in atto il piano prestabilito. All'oscuro dei federali, Neal, Mozzie e Keller hanno organizzato un altro piano per poter tenere per sé alcuni milioni. Tutto va secondo i piani e le pantere vengono arrestate. Keller dice a Neal che non sarà mai libero perché anche dal carcere, le Pantere Rosa si vendicheranno e faranno del male a tutte le persone a cui tiene. I due scappano per recuperare i soldi ma Keller minaccia Neal con una pistola per poter tenere tutti i soldi. Durante la lotta, Keller spara un colpo al petto di Neal e scappa con i soldi. Peter lo rincorre e per difendersi lo uccide sparandogli. Arriva l'ambulanza che porta via Neal in fin di vita il quale morirà in ospedale tra la disperazione dei suoi amici. Un anno dopo Peter è molto impegnato a prendersi cura di suo figlio, un maschietto il cui nome è proprio "Neal". Dopo aver ricevuto misteriosamente una bottiglia di vino, Peter trova una chiave, la quale apre un magazzino che contiene numerose ricerche mediche e piani per cui si capisce che in realtà Neal ha inscenato la propria morte ingerendo un veleno che lo ha fatto addormentare e pagato una finta dottoressa per dichiararne il decesso. Tutto questo per proteggere i suoi amici dalla vendetta delle Pantere Rosa. Nel finale vediamo Neal che passeggia per le strade di Parigi.