Tại vòng Thử thách trên sân khấu, các thí sinh lần lượt trình diễn ca khúc của mình trước Hội đồng giám khảo chuyên môn 31 người, gồm các nhà báo và chuyên gia âm nhạc.
Sau vòng thi này, thí sinh nhận điểm cao nhất từ giám khảo chuyên môn và 3 HLV còn lại được đi thẳng vào vòng chung kết. Người may mắn thứ 2 sẽ do chính HLV Nguyễn Hải Phong lựa chọn.
Trong vòng này, một diễn biến bất ngờ đã xảy ra khi người xuất sắc có tấm vé đầu tiên là Bùi Công Nam với số điểm tuyệt đối. Anh không phải là thí sinh được chú ý của toàn đội cũng như từng suýt bị loại ở vòng đầu nếu không có cú bấm chọn duy nhất của nhạc sĩ Taxi ở những giây cuối cùng.
Với ca khúc tươi vui mang phong cách âm nhạc đồng quê cùng cách trình diễn duyên dáng, Bùi Công Nam đã chinh phục tất cả mọi người.Với chủ đề được giao là Câu chuyện văn học, Bùi Công Nam mang đến ca khúc Chí Phèo lấy cảm hứng từ tác phẩm văn học cùng tên của tác giả Nam Cao, có nội dung ca ngợi tình yêu của Chí Phèo và Thị Nở.
Sau tiết mục, HLV Đức Trí hào hứng khẳng định: “Anh rất thích vì đây là một bài hát hay. Anh Phong đã đúng khi chọn em và bản thân em cũng đã có một cú lội ngược dòng. Cho tôi nói ngắn gọn như thế này, đây là bài hát hay nhất từ đầu chương trình đến bây giờ”.
Trước đó, câu hát “một phút thăng hoa” khiến cho bộ tứ quyền lực có một màn bình luận vui vẻ tràn ngập tiếng cười trên ghế nóng.
Kết quả cuối cùng Công Nam nhận được 27/31 từ hội đồng chuyên môn. Lê Minh Sơn, Giáng Son và Đức Trí cũng dành trọn mỗi người 3 điểm cho Bùi Công Nam và nâng tổng điểm của của anh lên con số 36, cao nhất đội.