Cuando el sheriff McKeen descubre el cuerpo de Warrick ensangrentado, llama a la central de la policía para informar de la situación. Tras conocer el suceso, los miembros de C.S.I. acuden rápidamente al escenario. Grissom llega al lugar, donde halla el cuerpo sin vida del forense junto a una de las ruedas de su coche. McKeen explica a los investigadores que se encontraba en la zona cuando escuchó varios disparos y vio cómo un hombre blanco huía precipitadamente. Tras seguir al sospechoso, pudo ver parte de la matrícula del vehículo con el que logró escapar.

Sumidos en una profunda tristeza, los forenses procesan la escena del crimen: Nick y Catherine examinan el coche de Warrick, Greg regresa al laboratorio con las primeras evidencias, Brass se dirige al night club en el que estuvo Brown poco antes de su muerte y Grissom acompaña al cuerpo de su subordinado hasta la morgue.

Catherine y Nick descubren que una de las ventanillas del coche estaba bajada, indicio que les lleva a pensar que su compañero conocía al asesino. Entretanto, Sara regresa a la ciudad para consolar a Grissom y organizar los detalles del funeral de Warrick. Poco después, Sidle acompaña a Greg al apartamento del Brown, donde hallan una prueba de ADN que demuestra que Warrick es el padre e Eli, el hijo de Tina Brewster.

Posteriormente, los forenses localizan en el automóvil de Brown varias huellas dactilares y un casquillo de bala, pruebas que estudian pormenorizadamente en el laboratorio para poder identificar al verdadero responsable de su muerte.

Tras la muerte de Warrick, el C.S.I. regresa al trabajo para investigar la extraña muerte de Sprig Greniger, una ex-empleada de una entidad bancaria, tras caer del balcón de un edificio y estrellarse contra el techo de un autobús. Los forenses recaban evidencias en el escenario, al tiempo que revisan las cintas de las cámaras de seguridad del banco. Mientras visionan las imágenes de vídeo, Catherine y Nick descubren que un hombre con barba se acerca al mostrador en el que se encuentra Sprig y le pide que cambie billetes de 50 por otros de 100 dólares. Posteriormente, el C.S.I. solicita la ayuda de un hipnotizador forense para que hipnotice a otro de los empleados del banco que fue despedido y les facilite información clave que les permita identificar al misterioso delincuente.

Los forenses abren una nueva investigación a raíz del hallazgo del cadáver de una mujer junto a una farola de un parque. Los resultados de la autopsia revelan que la joven, identificada como Carla Peretti, murió asfixiada. Poco después, el C.S.I. tiene conocimiento de otra misteriosa muerte: la de un hombre que parecía estar llamando a un taxi. La extraña puesta en escena de ambos cuerpos lleva a pensar a los forenses que los crímenes son obra de un psicópata, investigación a la que se suma Riley Adams, la nueva forense del equipo.

Los forenses acuden a un local nocturno donde yace el cuerpo de Angelica Marie Carlos, hija de un importante capo colombiano de la droga. Las primeras sospechas del caso recaen en Craig Hess, el propietario del establecimiento, hasta que la autopsia revela que la joven presentaba en su torrente sanguíneo sangre de tres personas diferentes, así como restos de cocaína. Poco después, Sylvie Thornton, amiga de la víctima, y Goya (Nicholas Turturro), empleado de Heiss, se suman a la lista de sospechosos del caso.

La dominatrix más reputada de Las Vegas, Lady Heather (Melinda Clarke), mostrará una vez más su ayuda incondicional a Grissom, a quien explicará los sofisticados métodos de tortura utilizados por algunos adictos a la dominación, revelación que será clave en el esclarecimiento del asesinato de Ian Wallace, cliente habitual de un night club especializado en tortura sexual.

Unos ciudadanos coreanos, un hombre y una mujer, fallecen tras ser tiroteados en la calle durante la celebración de una fiesta en Koreatown. A falta de testigos y de colaboración ciudadana, el C.S.I. centra sus esfuerzos en el examen de las evidencias encontradas en el escenario del doble crimen, entre las que figuran unas gafas de payaso con una huella dactilar de un niño. El varón fallecido es identificado como Sung Bang, mientras que la mujer, llamada Kora Sil, es una prostituta afectada por el VIH.

Peter Rowe se convierte en el principal sospechoso del asesinato de su mujer Janelle y de Dora, su hija de siete años. Mientras procesan el escenario del crimen, Riley y Greg localizan una bala y descubren que la cerradura de la puerta trasera de la vivienda ha sido forzada. Una vecina informa a los forenses que escuchó una fuerte discusión en la casa de los Rowe, seguida de un disparo. Posteriormente, Brass constata que Peter se llama en realidad Mark Ekhamal y que decidió cambiar su nombre para dejar atrás un oscuro incidente sucedido hace 12 años: la misteriosa muerte de Trevor Murphy, un detective al que contrató su primera mujer para descubrir si él le era infiel.

Grissom inicia la investigación de la extraña muerte de Laila, una joven cantante que alcanzó gran popularidad a raíz de su participación en un programa de televisión, en un nightclub de la ciudad, cerrado tras el asesinato del propietario sucedido hace 50 años. Los forenses descubren poco después que la joven ocultaba un oscuro secreto que podría haber arruinado su prometedora carrera musical. Mientras analizan las evidencias del caso, los investigadores sospechan que un hombre mayor, que reside en el nightclub, podría estar implicado en la muerte del antiguo dueño del establecimiento.

El descubrimiento de una bolsa de basura que contiene un cuerpo en avanzado estado de descomposición lleva al C.S.I. a investigar a Nathan Haskell, un psicópata que hace 11 años asesinó a siete parejas y que actualmente cumple cadena perpetua en un centro penitenciario. Tras analizar unos cabellos hallados en la bolsa, los forenses descubren que coinciden con los de Haskell. Durante la investigación, Grissom acude a una conferencia del doctor Raymond Langston, un reputado patólogo criminal, para pedirle ayuda en el esclarecimiento del caso.

El equipo de forenses trabaja contrarreloj en un doble cometido: descubrir la identidad del cómplice de Nathan Haskell y encontrar a una mujer desaparecida, la última víctima de estos psicópatas. Mientras los investigadores examinan las evidencias, Gil crea un grupo de trabajo en el que participa el doctor Langston como asesor especial. Una vez finalizada la investigación, Grissom pide a Raymond que se incorpore al laboratorio en calidad de forense y lleva a cabo un sorprendente anuncio: su decisión de poner fin a su etapa al frente del C.S.I.

En su primera jornada de trabajo en el C.S.I., Raymond Langston acompaña a Nick a examinar una vivienda tras la denuncia de un robo. Con la ayuda de Stokes, el patólogo criminal aprende a procesar y recoger huellas del escenario. Tras concluir su labor en el inmueble, se produce una fuerte explosión en las inmediaciones de la casa. Los forenses acuden al lugar, donde se reúnen con Brass y descubren el cuerpo carbonizado de un hombre, que resulta ser el propietario de un gimnasio. Tras efectuar la autopsia, los investigadores descubren que la víctima fue asesinada antes de que la explosión le alcanzara, por lo que deciden ahondar en su entorno familiar y laboral.

Cuando Bill Ray Hatford, un efectivo del F.B.I., es brutalmente asesinado en el baño de caballeros de una gasolinera, el C.S.I. interroga a los compañeros de la víctima, los agentes Emma Stanley y Miles Bechman, para intentar descubrir la identidad del asesino. Stanley y Bechman explican a Nick y a Riley que estaban llevando a cabo una operación encubierta en la ciudad con el fin de desarticular una importante red de prostitución. Tras constatar que Hatford se encargaba de contactar con las prostitutas y los proxenetas, los forenses reclaman a los agentes federales las grabaciones de los distintos encuentros de la víctima.

Langston y Nick acuden a un restaurante de comida rápida en el que aparentemente se ha producido un robo con violencia. Cuando llegan al establecimiento, los forenses descubren el cuerpo sin vida de Bob Graham, gerente del local, con 42 dólares en la mano. Tras hallar unas extrañas marcas en el suelo que parecen indicar la existencia de una segunda víctima mortal, los investigadores constatan que dos empleados del restaurante se hallan en paradero desconocido. El esclarecimiento del caso se complica dado que la mayor parte de las pruebas del escenario están impregnadas con aceite de cocina. Posteriormente, el doctor Robbins constata que Graham falleció debido a un impacto craneal a alta velocidad.

Langston testifica en el juicio del asesinato de Amber Jones, una bailarina, en el que el principal acusado es el congresista Edward Griffin. Mientras Raymond es interrogado en el estrado por los letrados, Dominic Humphreys, uno de los testigos, se suicida de un disparo en el juzgado. El juez pide a los forenses que encuentren el arma del crimen y que procesen el escenario, al tiempo que ordena que el jurado sea trasladado a otro lugar. Hodges informa a Catherine que las fibras encontradas en el arma con el que Dominic se disparó no corresponden con ninguna de las prendas que llevaba el testigo. Además, Greg confirma que la pistola aparece registrada a nombre de Griffin y que es la misma arma con la que Amber fue asesinada.

El equipo acude a tres escenarios de diferentes crimenes en una misma noche. Aparentemente no están relacionados, pero las pruebas forenses de cada caso revela un vínculo común.

Cuando el CSI va a la escena del crimen en un motel familiar, Nick comienza a relacionar tres asesinatos que se han cometido allí ese año.

Langston y Riley son tomados como rehenes justo antes de un tiroteo en las habitualmente tranquilas calles de Las Vegas.

Un antiguo alumno de Ray es asesinado. La investigación les llevará hasta el mundo de la lucha libre mexicana.

El caso de Nick sobre un paracaidista herido dará un giro cuando Catherine descubra que está relacionado con un caso de doble asesinato.

Hodges acude a una convención de ciencia ficción, fantasía y anime, donde coincide con Wendy Simms, una compañera del C.S.I. Poco después, el grito de una mujer alerta a los forenses de una extraña muerte: la de Jonathan Danson, uno de los protagonistas de la serie de televisión "Astro Quest: Redux". Brass llega al lugar, donde interroga a Melinda Carver, actriz del elenco del nuevo remake de la ficción televisiva. Tras visionar las imágenes de vídeo la noche en la que Jonathan falleció, Greg descubre que el actor estaba furioso al constatar que la nueva secuela no había logrado el respaldo de la audiencia, por lo que sospecha que uno de los espectadores descontentos puede ser el responsable de la muerte de Danson.

Jeremy Kent, un presidiario, explica a los miembros del Tribunal Supremo que hace 18 años el abogado de oficio encargado de su defensa conspiró contra él, por lo que no tuvo un juicio justo. Gracias a su argumentación, Kent, que estudió Derecho durante su encarcelamiento, logra que el tribunal le conceda un nuevo juicio sobre el asesinato de Thomas Harrot en 1991, el primer caso que Catherine investigó en solitario. Acompañada por Nick y Langston, Willows acude a la escena del crimen antes de testificar en el juzgado. Los forenses procesan las pruebas del caso con la tecnología actual descubriendo varias huellas de Jeremy. La investigación da un giro inesperado cuando Catherine y Langston encuentran en el jardín de un inmueble cercano al escenario el arma del crimen: un martillo.

El doctor Robbins recibe en el laboratorio los resultados del informe toxicológico de Brent Kelly, la tercera persona víctima de una extraña enfermedad. El patólogo forense pide a Catherine que acuda al domicilio del fallecido para descubrir la causa del deceso. Cuando la forense llega al lugar, Darla Kelly, la madre de Brent, muerde a Willows falleciendo poco después. Tras conseguir los historiales médicos de ambas víctimas, Nick descubre que Darla sufrió un episodio de gripe días antes de su fallecimiento. Posteriormente, Robbins y Langston constatan que la causa de las tres muertes es una rara modalidad de rabia humana. Dado que en el estado de Nevada no existe tratamiento para dicha patología, Raymond envía urgentemente a Catherine a un hospital especializado de Atlanta.

Un motorista es apuñalado durante una pelea en un bar. Los forenses identifican el cadáver como perteneciente a un agente que trabajaba de incógnito y que se había infiltrado en una banda de motoristas para destapar una red de tráfico de drogas. Los de Langston interrogan a la esposa del fallecido, pero pronto descubren que la mujer tiene un carácter muy inestable y es propensa a darse a la bebida. El caso es que la mujer no sólo es sospechosa del crimen de su marido, sino que en el pasado también mantuvo una relación con Brass, lo que hace que el forense se involucre emocionalmente en el caso.