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.
L'équipe de Gil Grissom est sollicitée au cours d'une nuit très mouvementée : au fil des heures, de nouveaux cadavres sont découverts à travers Las Vegas. Le premier cas concerne un homme retrouvé en costume d'extraterrestre. Un autre flotte dans la baignoire d'un motel, visiblement électrocuté. Ailleurs, c'est une femme qui gît dans une chambre, aux côtés d'un homme qui ne se souvient de rien. Enfin, dans un bar de la ville, les enquêteurs tentent de comprendre pourquoi un individu mort tient dans la main la photo d'un autre cadavre. Méthodiquement, les policiers se mettent au travail pour rétablir les faits...
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