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.
Plusieurs vols ont été commis à bord d'un avion. Les passagers s'en aperçoivent à l'atterrissage à Las Vegas. Puis le corps d'une des passagères est retrouvé près de l'aéroport. L'équipe découvre que la défunte voyageait sous un nom d'emprunt, munie d'une fausse pièce d'identité. Après l'avoir soupçonnée d'être leur voleuse, ils réalisent qu'elle fuyait un mari violent, qui la frappait. Elle avait retrouvé un amour de jeunesse sur Internet, et celui-ci avait réussi à la convaincre de quitter son époux. Il l'avait mise en contact avec «le loup», un homme qui disait pouvoir l'aider à commencer une nouvelle vie moyennant une certaine somme...