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.
Durant une soirée chic donnée par Lois O'Neill, une célébrité de Las Vegas, un serveur est assassiné dans les appartements de la maîtresse de maison. Celle-ci déclare ensuite aux policiers que le serveur souhaitait sûrement la supprimer. Les détectives portent leurs soupçons sur de nombreux suspects. Mais lorsque Lois, organisatrice de la soirée, est retrouvée morte dans son jardin, l'affaire prend un nouveau tournant.