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.
Les policiers font une macabre découverte. Le squelette d'une femme vient en effet d'être dégagé des fondations d'une maison. C'est à la suite d'un problème sanitaire que les ossements humains ont été découverts. Grissom est chargé de déterminer quelle est l'identité de la victime et, a fortiori, celle de son assassin. Catherine, qui intervient dans une affaire où son ancien mari est mis en cause, rompt les règles de fonctionnement du département. Son attitude risque de lui attirer quelques ennuis de la part de sa hiérarchie. Mais Catherine n'en a cure...