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.
Un agent du FBI est assassiné dans des toilettes publiques d'une station-service. L'équipe des experts est amenée à travailler avec sa famille pour découvrir le meurtrier. Il s'avère que l'agent enquêtait sur un réseau de prostitution. En enquêtant sur les lieux du crime, l'équipe découvre qu'un champion de combat sauvage fait figure de suspect idéal. Mais celui-ci se suicide devant les enquêteurs !