По пути от родителей Базарова приятели вновь заезжают к Одинцовой. Однако, здесь их ожидает холодный прием, и, пробыв у Одинцовой всего несколько часов, они уезжают, хотя та уверяет, что снова ждет их в гости. Друзья вновь отправляются в Марьино (имение Кирсановых), где все им чрезвычайно рады, несмотря на то, что хозяйственные дела у Николая Петровича не ладятся. Аркадий считает, что должен если не помогать отцу, то по крайней мере делать вид, что готов ему помочь. Базаров снова углубляется в свои опыты над лягушками. Однажды Аркадий от отца узнает, что у него есть письма, которые покойная мать Анны Сергеевны Одинцовой писала к матери Аркадия. Он вынуждает отца отдать ему эти письма, и так находится повод для новой поездки в имение Одинцовых. Аркадий отправляется туда один и еще в саду видит Катю. Таким образом, его приезд проходит очень естественно, о нем даже не докладывает дворецкий, они вместе с Катей приходят к Анне Сергеевне. По всему видно, что она ему рада.
В это время в усадьбе Кирсановых Николай Петрович довольно часто заходит к Базарову, потому что ему нравятся его опыты, он спрашивает совета у молодого естествоиспытателя. Базаров же отводит душу тем, что беседует с Фенечкой. Однажды он застает молодую женщину в беседке и вызывает на откровенный разговор, спрашивает, готова ли она заплатить за то, что он вылечил ее сына, говорит, что ему нужны не деньги, а одна из роз, которые Фенечка собирает для утреннего букета. Когда Фенечка дает ему розу, он целует ее в губы, и в этот момент у него за спиной возникает Павел Петрович. Часа два спустя Павел Петрович стучится в дверь к Базарову, спрашивает его мнение о дуэли и вызывает его, не объясняя причины. В качестве секунданта Базаров предлагает позвать Петра, камердинера Николая Петровича. Размышляя о настоящей причине дуэли, Базаров приходит к выводу, что Павел Петрович сам влюблен в Фенечку. На другое утро дуэль начинается. Противники долго отмеряют шаги, стреляет Павел Петрович, потом Базаров и ранит своего соперника в ляжку. Николаю Петровичу решают сказать, что дуэлянты поспорили из-за политики. У Павла Петровича поднимается температура, и когда брат входит в его комнату, он неожиданно спрашивает: «А не правда ли, Николай, в Фенечке есть что-то общее с Нелли? (княгиней Р.)»
Некоторое время Базаров как врач ухаживает за Павлом Петровичем. Когда из города приезжает доктор, Базаров вынужден уехать. Павел Петрович с достоинством с ним прощается и даже пожимает руку. Павел Петрович просит зайти к себе Фенечку посидеть с ним. Спрашивает, любит ли она брата, и неожиданно страстно умоляет ее всегда любить Николая Петровича, не изменять ему, поскольку, по мнению Павла Петровича, ужасней всего на свете любить и не быть любимым. В этот момент в комнату входит Николай Петрович, Фенечка убегает. Павел Петрович просит брата дать ему торжественное обещание исполнить одну его просьбу, а когда тот обещает, говорит, чтобы он женился на Фенечке. Сам же Павел Петрович после свадьбы брата хочет уехать за границу и жить там
