Tập đầu tiên của Nhân tố bí ẩn vòng Lộ diện phát sóng tối 14/7 là cuộc tranh tài của 6 thí sinh nằm trong hạng mục Nam/nữ trên 25 tuổi và 6 thí sinh nam dưới 25 tuổi. Ở vòng này, các thí sinh đều phải hát "mộc" với cây đàn guitar mà không có sự trợ giúp nào từ hiệu ứng sân khấu. Từ đó, giám khảo có thể đánh giá chính xác hơn về giọng hát cũng như thế mạnh, điểm yếu của từng người.
Với hạng mục Nam/nữ trên 25 tuổi, Đàm Vĩnh Hưng đảm nhận vai trò dẫn dắt cùng cố vấn là nữ ca sĩ Lệ Quyên. Theo đúng phong cách sang chảnh của mình, ông hoàng nhạc Việt đã "mượn" ngôi biệt thự mà vợ chồng Tăng Thanh Hà - Louis Nguyễn đang sống để ghi hình cho vòng này. Đây cũng là lần đầu tiên khán giả truyền hình tận mắt trông thấy toàn cảnh căn biệt thự nguy nga, hoành tráng của một trong những gia đình bề thế nhất showbiz Việt, nằm trong khu Thảo Điền, quận 2, TP.HCM. Biệt thự nhà Hà Tăng nổi bật với gam màu trắng cùng lối kiến trúc tinh xảo, trở thành điểm nhấn đáng chú ý cho tập mở đầu vòng Lộ diện.
Trong tập này, các tiết mục trôi qua khá nhạt nhòa và dễ đoán biết trước kết quả. Ở đội Đàm Vĩnh Hưng, Thu Hường là thí sinh kém nổi bật nhất. Cô từng lọt vào nhóm nguy hiểm ở vòng Tranh đấu 2 dù đã cố gắng "lột xác" với ca khúc Giọt sương bay lên. Còn lần này, Mr Đàm và Lệ Quyên cùng đồng tình cho rằng Thu Hường thể hiện ca khúc Chạy mưa chưa tốt bởi thiếu độ lí lắc, tinh nghịch cần có. Vì vậy, cô đành ngậm ngùi rời bước khỏi chương trình. Bên cạnh đó, Sử Duy Vương - rocker đã khiến Hồ Ngọc Hà phát cuồng - cũng phải dừng bước bởi phong độ sa sút. Anh chọn ca khúc khó là Forever and One nhưng lại loạng choạng trong việc sử dụng giọng giả thanh và giọng thật, khiến màn trình diễn bị "chói" tai và không còn tạo được hiệu ứng tốt như trước.
Thùy Dương - một giọng ca được đánh giá cao trong đội Mr Đàm.
Các thí sinh còn lại của đội Đàm đều có tiết mục tương đối sạch sẽ, tuy không xuất sắc nhưng lại vừa vặn để làm nên màu sắc của đội. Đó là hai cô gái có chất giọng khỏe, đầy bản năng - Uyên Nguyên (Come Back Home) và Thùy Dương (Chốn xưa bình yên). Nếu như Uyên Nguyên được khen ngợi là có cách xử lý giọng tốt, thì Thùy Dương lại hợp với chất RnB và nữ ca sĩ Lệ Quyên ví cô như một "viên ngọc thô" có tài năng bẩm sinh. Hai giọng ca trữ tình ngọt ngào được xem là "của hiếm" của đội Đàm - Hà Vân (Đà Lạt hoàng hôn) và Quang Đại (Mười năm tình cũ) - tiếp tục có phần thi an toàn.
Bên cạnh đó, các chàng "ngự lâm" của đội Hồ Quỳnh Hương lại thiếu đi sự bứt phá cần thiết. Ngoài hai thí sinh bị loại là Hoàng Triều, Đinh Huy, những giọng ca nam được chọn đều chưa thể hiện tốt như kỳ vọng. Là người mở màn cho hạng mục Nam dưới 25 tuổi, Chí Thành hát Unchained Melody khá hời hợt, cách nhả chữ rời rạc và thiếu chiều sâu. Trong khi đó, Tích Kỳ bị đánh giá là chưa tinh tế với Nhìn lại ký ức, Thái Ngân quá khiên cưỡng cùng Trót yêu. Loki Bảo Long là thí sinh duy nhất có tiết mục được lòng cả Hồ Quỳnh Hương và cố vấn Trọng Tấn, dù chưa tạo được dấu ấn như ở các vòng thi trước.
6 thí sinh đội Hồ Quỳnh Hương.
Tập cuối cùng của vòng Lộ diện sẽ lên sóng vào tối 20/7 với hai hạng mục còn lại là Nữ dưới 25 tuổi do Hồ Ngọc Hà phụ trách và Nhóm ca do nhạc sĩ Dương Khắc Linh đảm nhận.