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.
Les experts enquêtent sur une cadavre, découvert dans une voiture. Cette sinistre découverte a eu lieu durant une convention rassemblant des collectionneurs d'objets macabres, tous en rapport avec des assassinats. Morgan et Russell réussissent rapidement à identifier la victime : il s'agit de Damon Harlow, qui a avait fondé avec un associé une petite société de collections criminelles. Justement, le véhicule dans lequel Damon a été découvert a appartenu à Lucas Reem, un tueur en série qui vient d'être exécuté pour avoir assassiné dix femmes une vingtaine d'années auparavant. L'associé de Damon prétend ne pas lui connaître d'ennemis...
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