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.
Quand un ami du shérif devient le principal suspect dans le meurtre brutal de sa femme, les retombées politiques sont immenses. L'enquête révèle la vérité derrière l'histoire entre Russell et Finlay. En outre, un vieil ennemi de l'équipe de la police scientifique refait surface et menace cette dernière. De son côté, Nick pense à quitter l'équipe. Russel voit sa petite fille enlevée tandis que Conrad Ecklie se fait tirer dessus...