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.
Le fils d'un tueur en série célèbre est arrêté car il est suspecté d'avoir assassiné un producteur de films pornographiques, ainsi qu'un dealer de drogue, qui vivaient dans le même quartier que lui. Même si certains indices laissent penser qu'il est coupable, l'équipe doit enquêter sans se laisser influencer par ses préjugés. Parallèlement, Ray étudie le cadavre d'un homme dont les intestins ont été noués.
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