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.
Une femme est retrouvée morte sur un parking. Les enquêteurs découvrent que la victime, Christine Moore, est en fait l'épouse d'un agent du FBI. Au moment du drame, elle était accompagnée de sa petite fille, laquelle a disparu. Les experts soupçonnent un pédophile d'avoir enlevé l'enfant. Le criminel était d'ailleurs activement recherché par le mari de Christine Moore, Daniel. Alors que l'enquête avance, de nouvelles pistes se présentent. En effet, Daniel et Christine étaient sur le point de divorcer et leurs relations s'étaient passablement détériorées. Une course contre la montre est lancée pour retrouver la petite fille saine et sauve...
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