W strzelaninie w hotelu giną dwie osoby. Brakuje świadków, ale jest wiele sprzecznych dowodów. Kolejna śmiertelna ofiara w hrabstwie Panaca ma twarz młodego, a ciało starego mężczyzny.

Zabójstwo pewnej rodziny wywołuje wstrząs wśród członków zespołu CSI. Zgłasza się ktoś, kto chce wziąć na siebie odpowiedzialność za zbrodnię.

Sadystka seksualna, która otrzymała łagodną karę za przewinienia, przebywa na wolności. Sara robi wszystko, aby kobieta z powrotem trafiła do więzienia.

Były burmistrz Las Vegas zostaje postrzelony w Muzeum Przestępczości, a zespół CSI musi zagłębić się w historię miasta, aby znaleźć wskazówki dotyczące zabójstwa.

Podczas śledztwa domniemana ofiara morderstwa, Frank, nagle podnosi się i prosi o pomoc. Mężczyzna porywa helikopter Medevac, transportujący go do szpitala.

Zabójstwo popularnego artysty prowadzi zespół CSI za kulisy gabinetu osobliwości w wesołym miasteczku.

Na miejscu kraksy samochodowej zespół CSI znajduje mózg. Nie należy on do żadnej z ofiar wypadku. Russell martwi się o syna, którego wyrzucono ze szkoły.

Śledczy badają trzy, pozornie niepowiązane ze sobą zbrodnie. Dochodzenie prowadzi ich do emerytowanego detektywa. Mężczyzna znajduje się w ostatnim stadium choroby nowotworowej i jest świadomy, że niebawem umrze. W toku śledztwa funkcjonariusze nabierają podejrzeń, że śmiertelnie chory funkcjonariusz mści się na przestępcach, których w przeszłości nie zdołał ująć ani postawić przed sądem. Russell i Willows są przekonani, że chory nie działał sam. Aby dotrzeć do jego wspólnika, przenikają do środowiska kolegów detektywa z policji. Odkrywają zaskakujące fakty w tej sprawie..

Na ulicach miasta pojawia się wojskowa broń szturmowa. Niebawem zostaje zamordowany mężczyzna. Z początkowych ustaleń ekipy Russella wynika, że ofiara zajmowała się rolnictwem. Po pewnym czasie wychodzi na jaw, że zabity mężczyzna był w rzeczywistości ekspertem w dziedzinie balistyki. W śledztwo angażują się agenci FBI. Jeden z nich, Viggo McQuaid, nawiązuje szczególne relacje z detektyw Willows, podczas gdy mniej doświadczony agent Pratt otrzymuje pomoc od D.B. Tymczasem Catherine zazdrości życiowej stabilizacji swojej przyjaciółce Laurze, żonie Johna Gabriela.

D.B. Russell z pomocą zespołu bada sprawę zabójstwa genealoga, doktora Ala Robbinsa. Nagie ciało mężczyzny znalazła w sypialni jego żona Judy. Okoliczności zbrodni wskazują, że specjalista zginął podczas miłosnych uniesień, a główną podejrzaną o morderstwo jest jego małżonka. Judy broni jednak swojej niewinności. Agenci poszukują obiektywnych dowodów w tej sprawie. Dalsze śledztwo prowadzi do osób z otoczenia zawodowego Robbinsa. Okazuje się, że w trakcie prowadzonych prac przypadkiem odkrył on pewien mroczny sekret.

W kancelarii prawniczej, którą Catherine poleciła przyjaciółce, Laurze, dochodzi do zabójstwa. Catherine obawia się, że miało ono związek z jej znajomą. Stara się z nią skontaktować, okazuje się jednak, że Laura zniknęła. Jej mąż, Gabriel, staje się głównym podejrzanym. Firma, której szefem jest Mark Gabriel, zajmuje się oczyszczaniem miejsc zbrodni w Iraku i Afganistanie. Miejsce zbrodni w firmie prawniczej zostało oczyszczone w podobny sposób..

Willows i D.B. muszą się ukrywać po tym, jak ktoś próbował ich zabić. Wszystkie poszlaki wskazują, że za próbą zabójstwa detektywów stoi Mark Gabriel, mąż przyjaciółki Catherine. Agenci próbują ustalić miejsce pobytu Willows i Russella. Niebawem odkrywają przełomowe dla śledztwa informacje na temat żony Gabriela, Laury. Okazuje się, że kobieta miała pewien zbrodniczy plan, a jej pomocnikiem była osoba powiązana z FBI. Detektyw Willows postanawia zrezygnować z pracy w zespole D.B. i zostać agentką FBI.

W Las Vegas dochodzi do serii nietypowych zdarzeń: nieznany sprawca niepostrzeżenie wycina kobietom kosmyki włosów. Następnie poszkodowane zaczynają ginąć, atakowane w swoich domach, oślepiane i „stylizowane”. Zespół D.B. Russela rozpoczyna dochodzenie.

Russell bada tym razem sprawę morderstwa dziewczyny, która zginęła z rąk swojego byłego chłopaka. D.B. prosi o pomoc w śledztwie Julie Finlay, dawno przyjaciółkę zajmującą się badaniem miejsc zbrodni. Okazuje się dobra kandydatka na miejsce po detektyw Willows, która zrezygnowała z pracy.

Detektywi badają okoliczności dziwnej kradzieży domu, który został prawie całkowicie rozebrany. Podczas dochodzenia okazuje się, że dom był przedmiotem sporu rodzinnego. Dom zostaje odnaleziony na pustyni, ale w jednej z jego ścian ukryte jest ciało kobiety.

Detektywi muszą odnaleźć porwane dziecko. Problem zaczyna się już na początku, gdyż Las Vegas jest pogrążone w ciemności po awarii prądu. Agenci postanawiają skorzystać z dawnych metod dochodzeniowych.

Agenci muszą rozwiązać sprawę niedawnego morderstwa, którego ofiarą pada student. Okazuje się, że zrobione mu pośmiertnie zdjęcie staje się hitem Internetu.

Gdy ekipa detektywów zostaje poproszona o zbadanie sprawy napadu rabunkowego połączonego z zabójstwem, co miało miejsce na weselu w klimacie Alicji w Krainie Czarów, mają nie lada orzech do zgryzienia. W tym czasie matka Hodgesa przyjeżdża do miasta, a on chce, by Morgan udawała jego dziewczynę.

Detektywi badają okoliczności śmierci mężczyzny, zastrzelonego w kasynie. Dzięki analizie zapisów z kamer zainstalowanych w lokalu odkrywają, że sprawca zbrodni ma kilku sobowtórów. Dalsze śledztwo ujawnia zaskakujące fakty z przeszłości zabójcy.

Agenci zostają wezwani do rozwiązania sprawy śmierci kierowcy ciężarówki wyścigowej, który zginął w trakcie wyścigu w wyniku eksplozji bomby.

Gdy przyjaciel szeryfa jest podejrzany o zabójstwo żony, polityczne skutki śledztwa zdradzają kulisy konfliktu Russela z Finelym. Dawny wróg zespołu zjawia się ponownie. Nick rozważa odejście z drużyny. Wnuczka Russela zostaje porwana.