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.
Jim Brass appelle l'équipe de Grissom sur une singulière scène de crime. Débute alors une enquête pour expliquer la mort d'Annabelle Bundt, une vedette de la télévision américaine, retrouvée morte dans sa chambre d'hôtel. Grissom et son équipe commencent par fouiller la pièce et remarquent qu'elle ne contient aucune boisson alcoolisée. La découverte de divers emballages apprend à Catherine que la vedette était boulimique. Les inspecteurs interrogent ensuite les proches de la victime et comprennent que plusieurs membres de son entourage lui en voulaient. Peut-être au point de souhaiter la supprimer...