À Las Vegas, un groupe d'experts scientifiques de la police recueille des indices sur les scènes de crime pour résoudre des enquêtes complexes. Un temps conduite par Gil Grissom, un entomologiste qui garde toujours son sang-froid, l'équipe enchaîne les affaires délicates : meurtres sanglants, viols, disparitions, leur taux d'efficacité est impressionnant. D.B. Russell, qui prend la suite des opérations après le départ de Gil Grissom et l'intérim de Raymond Langston, tente de maintenir la réputation d'excellence du service.
Lorsque des morceaux de corps humains sont retrouvés à différents endroits de la ville, les policiers pensent immédiatement qu'ils appartiennent à une seule et même victime, agressée par un criminel particulièrement sadique. Pourtant, les analyses montrent qu'il n'en est rien. Un tronc, notamment, ne correspond pas à la tête qui était censée le surmonter. L'équipe est perplexe et ne sait plus que penser. Les investigations doivent aboutir au plus vite pour éviter qu'un tel drame ne se reproduise. De son côté, Warrick est chargé d'élucider une affaire de meurtre dans un centre de rétention pour mineurs...