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.
Stacy Vollmer, une brillante élève, très populaire sur le campus de son université, est retrouvée morte après une chute dans les escaliers. Rapidement, Marlon West, un adolescent, étudiant dans la même université que la jeune fille, s'accuse du crime. Mais la petite soeur de Marlon, Hannah, 12 ans, appelée à témoigner dans le cadre de l'enquête, tente de disculper son frère en affirmant que c'est elle qui a poussé Stacy dans les escaliers. Le juge donne 72 heures aux experts pour démêler le vrai du faux et livrer au jury le véritable coupable de cet assassinat. Une course contre la montre s'engage...
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