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.
Parce qu'une promotion professionnelle lui a échappé, un homme marié a basculé dans la folie meurtrière. Il a tué sa femme et ses collègues puis s'est rendu dans un casino, où il a pris les joueurs en otages. Jim Brass, chargé d'être le négociateur, essaie de raisonner le forcené. Pendant ce temps, les experts examinent les scènes de crimes, tentant de déterminer si l'homme a agi tout seul ou s'il avait un complice. Bientôt, Jim est obligé de prendre des risques pour faire sortir le forcené de sa réserve. Le temps passe, et presse...