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 corps de Roger Mathers est retrouvé dans le désert, une balle dans la poitrine. Il y a 25 ans, celui-ci a été retenu en otage par des voleurs, avec ses deux amis d’enfance. Le butin d’un million de dollars n’a jamais été retrouvé. L’équipe s’intéresse alors aux voleurs originels, deux frères nommés Paul et Ben O’Malley. De son côté, Brass doit s’occuper de sa fille Ellie qui a tenté de se suicider.