러셀 반장이 시애틀 경찰서에서 근무하던 시절, 7명의 여성을 죽이고 자수한 살인범 자레드가 사형 선고를 받고 집행일을 앞둔 어느 날 동일한 수법으로 새로운 살인사건이 벌어진다. 사건 현장에서 자레드의 지문이 발견되고, 러셀과 핀레이는 당시 사건에서 놓친 부분이 있다는 것을 깨닫는데...

손님으로 가장해 의료용 대마초 판매소에 방문한 한 여성이 판매소 주인에게 가족을 납치한 사실을 알리며 몸값을 요구한다. 주인과 실랑이를 벌이던 여성은 경비원의 총에 맞아 즉사하고, 피살자를 추적하던 수사팀은 그녀의 가족도 누군가에게 납치된 사실을 알게 되는데...

고등학교에서 정체 불명의 폭발이 일어나 온 몸에 불이 붙은 화학교사가 사망한다. 수사팀은 피해자가 비밀 종교 집회의 일원이며, 학내 운동선수들과 모종의 거래 관계에 있다는 것을 알아낸다. 그러던 중 이 학교의 풋볼팀 쿼터백이 수영장에서 익사체로 발견되는데...

새라, 핀, 모건은 일 년에 한 번 열리는 법의학 학회에 참석해 모처럼 느긋한 시간을 보낸다. 그런데 갑자기 나타난 총기 난사범 때문에 회의장은 아수라장으로 변하고, 호텔은 폐쇄되는데...

911 신고 전화를 통해 긱 하버 연쇄 살인마의 살인 현장 소리가 생생히 들리는 신고가 들어온다. 위치를 추적해 사건 현장에 도착한 CSI 요원은 누군가에 의해 완벽하게 재구성된 사건 현장을 마주하는데...

신원미상의 여성이 빈 집의 수영장에서 사망한 채 발견된다. 피해자의 신원 확인 결과 알콜중독으로 재활원에서 생활 중이었던 것으로 밝혀지고, 사건 현장의 술병에서는 다른 재활 환자의 지문이 발견되는데...

어두운 뒷골목에서 속옷바람으로 흉기에 찔려 살해된 남성이 발견된다. 사건 현장의 증거를 따라가던 수사팀은 괴이한 형상의 고무인형을 발견하는데...

클라크 카운티 교도소의 세탁실에서 죄수 브루스 그래디가 살해된 채 발견된다. 피해자는 FBI의 비밀 정보원이었던 것으로 밝혀지고, FBI는 사건의 배후로 교도소 경찰을 예의주시하는데...

최근 가석방 된 남자가 사막에 생매장됐다가 가까스로 빠져나오지만 고속도로에서 차에 치여 죽는다. 피해자에게서 찾아낸 증거를 조사한 수사팀은 피해자가 당구선수였을거라 생각해 포켓볼 대회장을 방문하고, 사기 당구의 세계와 매춘 조직 간의 은밀한 거래를 발견하게 되는데...

윙수트를 입은 한 남자가 하늘에서 추락해 숨지고, 그로 인해 부수적인 피해자까지 발생한다. 피해자가 공군이었음을 파악한 수사팀은 그와 절친한 동료들을 조사하게 되는데...

10년 전 캠핑장 일가족 몰살 사건의 유일한 생존자가 다른 살인 사건을 목격하면서 문득 그 날의 기억이 되살아난다. 당시 현장에 출동했던 새라와 수사팀은 생존자의 진술을 토대로 진범을 찾기 시작하는데...

긱 하버 살인 사건의 용의자인 쌍둥이 형제가 러셀의 딸 마야를 노린다는 것을 눈치 챈 러셀은 마야에게 도청장치를 붙이고 그들을 잡기 위한 미끼로 삼으려한다. 쌍둥이 형제의 공범이 있음을 확신한 수사팀은 의심되는 현장을 조사하기 시작하는데...

살인과 관련되었거나 살인범들의 물건을 판매하는 경매가 열리고, 라스베가스 최악의 연쇄 살인마 루카스 림의 자동차가 등장한다. 경매가 시작되는 순간 차 안에서 행사 주최자의 시체가 발견되고, 살인 무기의 정체를 알게 된 수사팀은 이 위험한 거래에 직접 뛰어들기로 하는데...

깊은 밤 도심의 뒷골목에서 갱단에게 구타당하던 노숙자를 구해준 청년이 피살된다. 슈퍼히어로 의상과 가면을 쓰고 살해된 피해자의 소지품에서 만화책이 발견되고, 수사팀은 만화에 등장하는 악당들이 실제 인물임을 알게 되는데...

숲 한가운데서 온몸이 은색 페인트로 뒤덮인 여성의 변사체가 발견된다. 사인은 은색 페인트로 인한 질식사로 밝혀지고, 수사팀은 시신에 남은 멍자국을 조사한 끝에 희귀한 클래식 자동차에 부딪혔다는 단서를 잡는데...

화장실에서 목에 자상을 입은 남자의 변사체가 발견되고, 피해자의 휴대폰에서 그가 죽기 전에 한 여성과 찍은 사진이 나온다. 사진 속 단서를 바탕으로 조사한 결과 사진에 찍힌 여성이 샌디에이고 과학수사대 반장 놀란의 딸이고, 그녀가 언니와 함께 실종된 것이 밝혀지는데...

쌍둥이 연쇄살인마 긱 하버 킬러와의 마지막 결전이 시작된다. 핀레이가 실종되면서 수사팀은 위기에 처한다. 한편 닉은 샌디에이고 과학수사대 반장직을 제의받는데...