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.
Emprisonné pour un délit mineur, le chef d'un gang violent de Las Vegas doit sortir dans trois jours. Mais la vice-procureure Madeleine Klein entend mettre fin aux agissements du criminel. Les détectives tentent alors de rassembler des preuves pour le faire inculper pour meurtre.