Plus soudée que jamais, l'équipe traque le tueur qui a enlevé Morgan et la fille de Jim Brass. En suivant une piste, Nick et Greg trouvent dans un entrepôt le cadavre d'une femme qui ressemble à leur jeune collègue. La scène de crime rappelle à nouveau un épisode de La Divine Comédie. Brass interroge un nouveau suspect qui travaille pour le pasteur Larson. De son côté, Morgan se réveille enchaînée aux côtés d'Ellie.

Alors qu'un important tournoi de poker prend fin, les lumières de la salle s'éteignent brusquement. Des malfaiteurs profitent de la situation pour dérober la somme misée, qui s'élève à plusieurs millions de dollars. La salle vient d'être cambriolée. Le voleur s'enfuit à moto, mais un agent de sécurité ouvre le feu sur lui et l'abat. À l'autopsie, les experts découvrent que le délinquant a en réalité succombé à une réaction allergique provoquée par une injection de venin de serpent. Et l'argent et les jetons retrouvés sur lui sont tous des faux. L'équipe dirige aussitôt ses investigations vers le casino...

Deux musiciens trouvent la mort un soir de concert dans un incendie. Mais l'autopsie pratiquée sur l'une des victimes révèle qu'elle a été étranglée bien avant que le feu ne se déclenche. Les enquêteurs se tournent d'abord vers les autres membres du groupe, qui ont survécu, dans l'espoir de découvrir un mobile. La présence de symboles néonazis sur le corps d'un des musiciens, d'origine hispanique, attire également leur attention. Ils acquièrent bien vite une nouvelle conviction : selon eux, l'incendie a été déclenché pour couvrir le crime initial. Dans la salle, une des sorties de secours a été bloquée durant la soirée...

Les participants d'une émission de télé réalité consacrée à la cuisine sont saisis d'effroi lorsqu'ils constatent qu'ils ont ingéré, à leur insu, des mets préparés à base de chair humaine. Les experts recherchent activement le corps de la victime. Il s'agit de Derek Ellis, un des participants, éliminé auparavant et peu apprécié par les autres candidats...

Une jeune femme est retrouvée morte au domicile d'un homme soupçonné du meurtre d'une autre femme, quatorze ans plus tôt. Fils d'un grand producteur hollywoodien, il avait bénéficié d'un non-lieu en partie grâce à Ecklie, qui avait retiré l'enquête à l'équipe de nuit. Il avait ainsi empêché Sara d'obtenir une commission rogatoire pour fouiller la maison du suspect. Sara a toujours été convaincue de sa culpabilité. Quatorze ans plus tard, avec ce nouvel homicide, toute l'équipe compte, enfin, arrêter le suspect qui leur avait échappé alors. Les détectives découvrent dans la chambre forte où le propriétaire des lieux cache les œuvres d'art héritées de son père, une jeune femme ligotée et bâillonnée...

Un sans-abri, Jeremy Sikes, est retrouvé mort dans une ruelle. Il venait de gagner une fortune au black-jack lors d'une série exceptionnelle. Après avoir examiné les lieux du crime, les enquêteurs remontent jusqu'à une boutique de prêt sur gages, où Sikes avait déposé une montre et une chevalière. L'équipe des experts soupçonne d'emblée une affaire de tricherie qui aurait mal tourné. Le croupier aurait tué son complice après avoir réussi à escroquer le casino. Les choses se compliquent quand les enquêteurs découvrent que la montre mise en dépot provenait du butin d'un cambriolage commis deux mois auparavant...

Un inconnu mourant est retiré d'un canal en crue lors de pluies torrentielles à Las Vegas. Sara est envoyée pour mener l'enquête. A sa grande surprise, le sac que portait l'homme contient une bombe, ce qui fait croire à Sara qu'il pourrait être un terroriste. Ils trouvent d'autres indices près de l'endroit où l'homme a été repêché, qui indiquent qu'il planifiait de faire exploser les conduites de gaz d'un grand casino. Mais l'ADN retrouvé ne correspond pas à celui du poseur de bombe. Quand l'inconnu meurt à l'hôpital et que son corps est réclamé par le FBI, les enquêteurs sont perplexes. De son côté, Greg est accusé de faute professionnelle...

Un cadavre est découvert dans une boule pour hamster géante qui a roulé jusqu'à une propriété voisine. Les experts réussissent à identifier le défunt grâce aux différentes plantes relevées sur l'extérieur de la bulle : il s'agissait d'un fétichiste de la claustration qui pratiquait certains jeux sexuels avec sa partenaire habituelle, une femme mariée...

Un couple de quinquagénaires a été assassiné à coups de ciseaux dans une chambre de motel. En arrivant sur les lieux, Nick réalise qu'il est déjà venu dans la même chambre quelques semaines plus tôt, pour une femme battue à mort dans son lit pendant que son mari fumait une cigarette dans la salle de bains. Finn, lui aussi, s'est rendu dans cette chambre deux mois plus tôt, pour tenter d'élucider un meurtre par lacération. Quel peut bien être le lien entre tous ces assassinats ? Les indices semblent accuser un SDF, aussitôt appréhendé. Mais peu après, la police est à nouveau appelée au Skyview Motel : une jeune femme hystérique, couverte de sang, brandit une bouteille cassée au milieu de la cour. Dans sa chambre, gît le corps d'un jeune garçon, son élève...

Finn, Morgan et Sara, parties pour un week-end entre filles, tombent en panne près de Larkston. Finn est sous le charme du mécanicien chargé de réparer leur voiture, Darryl. Lorsqu'il l'invite à sortir avec elle le soir même, elle accepte avec joie. Malheureusement, le rendez-vous romantique tourne au drame : Darryl sort un couteau et menace de la violer. En se défendant, Finn le poignarde. Mais le corps disparaît et elle est soupçonnée de meurtre. Morgan et Sara font ce qu'elles peuvent pour prouver son innocence. Elles découvrent ainsi que Darryl a violé et tué trois femmes. Au cours de l'enquête, Finn disparaît...

Plusieurs vols ont été commis à bord d'un avion. Les passagers s'en aperçoivent à l'atterrissage à Las Vegas. Puis le corps d'une des passagères est retrouvé près de l'aéroport. L'équipe découvre que la défunte voyageait sous un nom d'emprunt, munie d'une fausse pièce d'identité. Après l'avoir soupçonnée d'être leur voleuse, ils réalisent qu'elle fuyait un mari violent, qui la frappait. Elle avait retrouvé un amour de jeunesse sur Internet, et celui-ci avait réussi à la convaincre de quitter son époux. Il l'avait mise en contact avec «le loup», un homme qui disait pouvoir l'aider à commencer une nouvelle vie moyennant une certaine somme...

John Merchiston, un journaliste qui enquêtait sur une affaire d'espionnage privé liée à un programme secret de l'armée, meurt dans un accident de voiture. Finn connaissait la victime. Elle acquiert très vite la conviction qu'il s'agit d'un meurtre. Grâce aux caméras de surveillance, l'équipe identifie une femme avec laquelle Merchiston s'est entretenu peu avant sa mort. Russell essaie d'obtenir des informations auprès de l'avocate du journaliste, Jill McDermott.

Gabriel Ortiz, un vieil ami de Robbins, sollicite l'aide de l'équipe pour élucider la mort de sa fille. Le légiste se rend alors en compagnie de Nick à Arquero, près de la frontière mexicaine où le corps de la jeune femme a été trouvé. Sur place, les agents se heurtent à la mauvaise volonté du légiste local. Parallèlement, le reste de l'équipe enquête sur un double meurtre particulièrement violent.

Les experts enquêtent sur le meurtre d'une jeune fille de 16 ans qui a été retrouvée dans une voiture. L'autopsie révèle qu'elle a été agressée sexuellement. En examinant le véhicule, Greg parvient à prélever une empreinte. Mais la première piste sérieuse mène les policiers dans une maison close où la victime aurait séjourné. Sur place, de nombreuses empreintes de son père sont retrouvées.

Un imitateur d'Elvis Prestley est retrouvé mort sur un banc. Non loin se trouve un corbeau transpercé d'une flèche. Grâce à l'instinct de Greg, les experts trouvent rapidement la scène et l'arme du crime. Les premiers éléments conduisent les enquêteurs à penser que le tueur pourrait participer à un tournoi d'échecs qui se déroule actuellement à Las Vegas et qu'il pourrait avoir commis d'autres crimes.

L'équipe des experts de la police de Las Vegas enquête sur la mort d'un fan d'un groupe de rock, qui était en représentation en ville. La victime a été retrouvée morte dans une voiture, et tout laisse penser aux enquêteurs qu'il s'agit bien d'un homicide. Lors des recherches, les policiers découvrent que le meurtre pourrait être lié à la mystérieuse disparition d'une prostituée, avec laquelle l'homme assassiné se trouvait le soir de son décès. Gene Simmons, le fameux guitariste de KISS, fait figure de principal suspect. En effet, l'un de ses autographes a été retrouvé sur le corps de la victime. Mais celui-ci clame son innocence.

Cela va faire un mois que les membres de la famille Conner ont disparu. Les experts décident d'interroger le dénommé Doug Adamson, un ancien escroc, qui a été retrouvé dans leur maison. Il prétend avoir été embauché pour effectuer quelques travaux ménagers dans la demeure, en échange du gîte et du couvert. D'après lui, les Conner seraient partis dans leur van et ne seraient jamais rentrés. Doug a donc décidé de vendre les meubles de la maison pour se faire de l'argent. Les enquêteurs pensent au contraire qu'il voulait s'en débarrasser, car ils auraient pu représenter des preuves compromettantes. Ils ne tardent pas à découvrir un corps.

Un adolescent armé fait irruption dans les bureaux de la police scientifique et tire sur toutes les personnes qu’il croise. En moins d'une minute, il entre dans une salle d'interrogatoire et prend en otage Russell ainsi qu'un témoin qu'il était en train de questionner. Bien que l'équipe fasse son possible pour désamorcer la situation, le jeune homme semble déterminer à se venger au sujet d'une ancienne affaire.

Les experts enquêtent sur une étrange affaire de cannibalisme, qui vient d'être révélée à Las Vegas. Les victimes faisaient toutes partie d'un mystérieux club de fétichistes, qui fantasmaient sur la consommation de chair humaine. Owen Linder, qui a réussi à échapper à son bourreau, est interrogé par Nick et Greg. Son agresseur l'a blessé cruellement à la jambe, afin de lui prélever un morceau de chair. Mais Linder, qui avait un bandeau sur les yeux, n'a pas pu voir le visage de son agresseur. Il a néanmoins réussi à s'enfuir. Les inspecteurs remuent ciel et terre pour retrouver au plus vite ce psychopathe : un bras a été retrouvé.

Audrey Berman est tuée de trois balles, à son domicile, en pleine nuit. Les enquêteurs retrouvent un pistolet dans la voiture de son mari, Lee Berman, un magnat des casinos. Ils découvrent également que ce dernier entretenait une liaison extraconjugale via un site pornographique. En apprenant la nouvelle, l'agent de la division des cybercrimes, Avery Ryan, se rend à Las Vegas pour l'interroger.

Le corps de Roger Mathers est retrouvé dans le désert, une balle dans la poitrine. Il y a 25 ans, celui-ci a été retenu en otage par des voleurs, avec ses deux amis d’enfance. Le butin d’un million de dollars n’a jamais été retrouvé. L’équipe s’intéresse alors aux voleurs originels, deux frères nommés Paul et Ben O’Malley. De son côté, Brass doit s’occuper de sa fille Ellie qui a tenté de se suicider.