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 Bob Fairmont, un homme d'affaires brillant à qui tout semblait réussir, est retrouvé dans l'ascenseur d'un hôtel-casino. Les policiers tirent rapidement les premières conclusions d'une enquête rondement menée. Ils sont persuadés que le crime a été mis en scène pour effacer des preuves et couvrir le ou les meurtriers. L'analyse des médecins légistes vient confirmer leurs craintes : Bob Fairmont a été empoisonné et tous ses organes ont été prélevés. Les enquêteurs décident de demander quelques explications à la veuve de Fairmont, qui fait office de suspecte idéale. Mais rapidement, l'enquête s'enlise...