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 jeune femme est retrouvée morte au domicile d'un homme soupçonné du meurtre d'une autre femme, quatorze ans plus tôt. Fils d'un grand producteur hollywoodien, il avait bénéficié d'un non-lieu en partie grâce à Ecklie, qui avait retiré l'enquête à l'équipe de nuit. Il avait ainsi empêché Sara d'obtenir une commission rogatoire pour fouiller la maison du suspect. Sara a toujours été convaincue de sa culpabilité. Quatorze ans plus tard, avec ce nouvel homicide, toute l'équipe compte, enfin, arrêter le suspect qui leur avait échappé alors. Les détectives découvrent dans la chambre forte où le propriétaire des lieux cache les œuvres d'art héritées de son père, une jeune femme ligotée et bâillonnée...