ワシントンDCに向けてマイアミを飛び立ったプライベート・ジェットがエバグレーズ湿原に墜落。2人のパイロットと6名の乗客が搭乗していた。デルコがパイロットの1人の蘇生を試みるが、間もなく死亡。プライベート・ジェットの持ち主は地元の不動産の大物スコット・エリック・ソマーであった。エバグレーズ湿地帯で犯罪現場が損なわれるため、ホレイショは航空事故を扱う連邦当局が到着するまえに現場の検証を始めようとし、そのことでメーガン・ドナーと対立する。メーガンはジェット機から流れ出た燃料や死体からのバクテリア等で汚染されているため、現場をバイオハザード・レベル2地帯とした。生存者を探すチームたち。やがて墜落現場の5マイルも離れた場所で女性の被害者を発見する。一体彼女はなぜ墜落現場から5マイルも離れた場所で死んでいたのだろうか？ジェット機はなぜ墜落したのか？

真相を解明するため、唯一の生存者であるサマーから事情聴取をすると、自殺しようとしたクリスティーナがハッチを空けたと語る。サマーの供述に疑問を感じたホレイショは、部品を探し集め、ジェット機を組み立てなおし、事件の真相を探ることに。

ジュリッサが目を覚ますと夫であるアウレリオ・モレノの首に爆弾が巻きつけられているのを発見する。モレノはコロンビアから産物を輸出する裕福な輸出入業者であった。ホレイショの恩師でもありマイアミ・デイド郡警察の爆弾処理班に所属するアル・ハンフリーが爆弾の処理を試みる。が、爆弾は爆破し、2人とも死亡する。爆弾装置は何者かが手作りで作ったものであった。装置は技術的にも精巧に作られており、ダミーのスイッチや別のパワーソースなどがあり、プロの仕業によるものであることが推定された。やがて、コロンビア人のアンティーク・ディーラーが次のターゲットに。ホレイショたちは何とかして3人目の犠牲者を出さずに救出しようと試みる。やがて、押収された偽造品や禁止物などを保管したり、コロンビアからの輸入品などを検閲する税関の倉庫へと辿り着く。そこで元マイアミ・デイド郡警察の爆弾処理班に属していたチャールズ・べレンジャーの名前を発見し・・・。

嵐が去った後、観光客が3メートル以上もあるサメを釣り上げた。すると、何とそのサメの腹から男性の上半身が出てきた。しかも遺体には銃創があったためホレイショたちは“事件”とみて捜査を開始した。遺体には刺青があり、その刺青から見てその人物はアメリカへ亡命を図った元政治犯ではないかと推測された。またその亡命者が乗ってきたと思われる船も見つかった。そんな時、死亡した女性が浮き輪で海を漂流しているのが発見される。遺留品からその女性はアメリカへ亡命しようとしていたキューバ人エレナであることが判明。エレナは銃撃による失血死であった。さっそく彼女の家を捜査に行ったホレイショたちは、そこで甥のペドロを見かけ、しかもその部屋からはコルト銃が発見された。 サメの中から出てきた男性の死体、浮き輪に乗った女性の死体。2人とも亡命者でしかも銃創があった。この2つの事件に繋がりはあるのか？それとも偶然の一致なのか？ホレイショたちの捜査は進む･･･。

教会の司祭室で残忍なまでに銃で撃たれた神父の死体が発見される。現場に残されていた足跡やライフルの弾痕から、待者のキャメロンに嫌疑がかけられる。そしてメーガン、スピードル、カリーの三人がキャメロンの家に捜査に向かうと、そこからは思いもかけない物が･･･。一体、キャメロンという少年の回りでは何が起こっているのか！？一方、ホレイショとデルコは、崖から転落した車を捜査。その車は盗難車で中には身元不明の焼け焦げた女性の死体のみが残っていた。解剖の結果、彼女は妊婦で、しかも彼女の胃の中からダイアモンドの指輪が出てきた。一体、彼女の身に何が起こったのか･･･。

親子で遊園地を訪れ遊んでいた5歳の少女が突然いなくなった。必死に探す親の努力も空しく、少女は遊園地のトイレで死体となって発見された。即座に園内外への出入りを指し止め、犯人も遊園地に遊びに来ていた人たちも皆、缶詰状態でCSIの捜査が開始された。当初は幼児を狙った性犯罪目的の誘拐の線で捜査を開始。園内にいた幼児暴行の前科のある男が容疑者として浮かぶが、彼には決定的なアリバイがあった。捜査が振り出しに戻ろうとしたその時、メーガンとデルコが見つけたものとは･･･。

大金持ちのメリッサの家でのプライベート・パーティーの翌朝、庭で男の死体が発見された。男はパーティーの余興のためによばれたダンサーの1人だった。ハンサムで人気者だった彼は、その晩何人もの女性と関係をもったらしく、殺人現場にはコンドームも落ちていた。そして男に言い寄った女性達が残した様々な証拠が、かえって捜査を困難なものにした。検死の結果は自然死と出たが、納得できないホレイショは粘り強く捜査を続けた。その結果、男の死体からあるものが検出され、事件は意外な展開に･･･。一方、停泊中のクルーザーのデッキに男が這い上がって来て死亡した。クルーザーの持ち主は、急に現れた男に驚き懐中電灯で頭を殴ったと告白。しかし、その死体には別の傷があった。はたして男は、どこで、誰に殺されたのか･･･。

ある閑静な住宅街に、突然血まみれのパジャマを着た2歳くらいの女児がフラフラと歩いてきた。しかしその子に外傷はない。女児の足取りを頼りに行き当たったのはその子の家で、そこは目も覆いたくなるほどの残忍な殺害現場となっていた。両親と2人の息子、そして生まれたばかりの赤ん坊が家のあちらこちらで血まみれになって倒れていた。犯人の目的は一体何だったのか！？そして何故その女児は無傷で助かったのか？

通勤ラッシュで混雑しているマイアミのダウンタウンで、突然3人の通行人が無差別に射殺された。さらにバスに乗っていたお年寄りも1人殺され、マイアミ市内に恐怖が走る。射殺された被害者の傷の角度から発射地点を割り出したホレイショたちは、そこに残された僅かな証拠から、犯人は狙撃のプロであることを確信した。証拠を元にプロファイルから犯人を割り出していた最中に、またラッシュ時を狙った射殺事件が発生した。もうこれ以上、被害者を出すわけにはいかない。メンバー達の必死の捜査が続くのだが･･･。

全身に外傷を負い、ロープで縛られ木に吊るされていたのは、近くの大学で文化人類学を教えている教授であった。その教授は、授業で生徒たちに「暴力は本能で、人類存続に不可欠なもの」と教え、過激で異常な授業を行っていたらしい。また教授の家には拷問具のコレクションもあり、シュレッダーにかけられていた書類を復元すると、何とそれは今までの教授の拷問の実験記録であった。拷問をする方の教授が拷問されて殺された。一体誰が殺したのか･･･。一方、運河から引き上げられた車のトランクからは、男の死体が発見されるのだが･･･。

山中で、体中に虫さされの痕を残した15才くらいの少女の死体が発見される。その少女が着ていたTシャツは、非行少女の更生施設のものであったが、少女はその施設の収容者ではなかった。何故少女は施設の衣服を身につけ死んでいたのか？

ホテルのバンガローのベッドの下から、全裸の女性の死体が発見された。体中を鋭利な刃物で切られているが、殺したあとに体を洗ったのか血痕はほとんど残っていなかった。指紋からその女性は、前の晩その部屋に泊まった娼婦と判明。そして部屋に残された指紋から1人の容疑者が浮かび上がるのだが、ホレイショはどうしても納得がいかず、捜査を続ける。一方、ガソリンスタンドでカージャック事件が発生。襲われたのはドイツ人観光客。ところが、殺されたドライバーは撃たれたあとガレージに逃げ、そこで殺された。なぜカージャック犯は、逃げたドライバーを追いかけてまで殺したのか･･･。

飼い猫を追いかけて空き家に入った男が、有毒ガスを吸い込んで急死した。捜査官たちがその家を捜索すると、室内に数々の実験器具があり何者かが密かに覚醒剤を製造していた秘密の部屋であることが判明。 犯人は既存の覚醒剤の成分を少しだけ代え、法に触れないギリギリの薬を作り大儲けをしていたのだ。そして捜査線上に容疑者が浮かび、本格的は捜査を開始した途端に･･･。また老人ホームでは、血まみれの老女の死体が発見された。聞き込みをしていくと、その老女は大金持ちでとても男性にモテる人であったという。彼女の死は怨恨か、それとも･･･。

ベッドのふちに絶縁テープで手足を縛られ、屈辱的な行為を受けたうえに死亡した男性。直接の死因は、口に詰められた布を吸い込んでしまったことによる窒息死であった。しかし、その男性の肛門は酷く傷つけられ、犯人のその男に対する恨みの度合いが窺い知れる。そして被害者に恨みを持つ元相棒が容疑者として浮かびあがるが、アリバイがあった。ところが、その元相棒の証言により被害者は以前、強盗に押し入り口封じのためにその家の主婦をレイプするという、極悪非道は犯行を繰り返していたという。となると、恨みを持つ人物は沢山いることになるが･･･。

ヘロイン中毒の男の死体が発見された。その男を解剖していたアレックスは、現場で見た時にはなかった熱傷を発見し、それが放射能と気付いた時には遅かった。CSIでその死体に関わった人間は、みな被爆したことが判明し、CSI全員に避難命令が下された。 死体の持ち物から、参考人として環境問題専門の弁護士ベルが浮上した。彼女の事務所を尋ねると放射能探知機が激しく反応し、ベルが放射能に被爆している被害者であることが判明。身に覚えのないベル。弱者には優しく、悪に対してはとことん闘う、敵も多いが信頼の厚い弁護士であった。捜査を進めるうちに、ベルが関わり環境問題で闘った薬品会社の名前が浮かんできた。恨みからの犯行か？それとも･･･。日に日に弱っていくなか、ベルは最後の力を振り絞って捜査に協力するのだが ･･･。

支払う金額によって、どんどん過激なサービスを行うピープショー。その密室の中で、1人の男が殺された。エミイのストリップショーに夢中になるばかりに男は我を忘れ、興奮の絶頂にいたろうとした時、何者かに壁の向こう側から刺し殺されたのだ。捜査の結果、現場からは類人猿の毛が見つかり、デルコ達は動物園やサーカスを調べ始めた。 ところが今度はエミイの死体が発見された。彼女は携帯電話で話している時に、轢き逃げされたのだ。自宅の留守電に残っていたエミイの会話を復元することによって手がかりを得たと思えたそんな時、今度はエミイの夫ブレックまでも殺されてしまった。 そしてその死体発見現場でホレイショ達が見たものは ･･･。

車の中で若い女性のこめかみを撃ちぬき殺害するという、残忍極まりない手口の殺人容疑で裁判中のロレンゾ。そのロレンゾにとどめを刺すために証言をするはずのホレイショは、同じ手口の新たな事件が発生したと聞き、急遽証言をとりやめた。被害者は2人ともラテン系の女性で、雇い主は郡の議員エスカランテの夫、公判中のロレンゾであった。

CSIが押収し管理していたコカインを焼却するために搬送中、いきなり霊柩車が車列に突っ込み、CSI対犯人の激しい銃撃戦が繰り広げられた。コカインは強奪され、スピードルが撃たれた･･･。秘密裏に進められたコカイン輸送計画だけに、なぜ犯人は輸送経路や日程を知っていたのか？もしかして内部にスパイが！？ とうとう監察課まで乗り出し、嫌疑をかけられたCSIのメンバーたちは、1人1人嘘発見器にかけられることになった。一方、そのような状況下でも仲間を信じ捜査を続けるメンバー。そんな時、銃撃戦の現場で使用された銃弾を集めていたカリーに、異変が起こった ･･･。

ペントハウスの常連客が、白昼ホテルのプールサイドで寝ているところを、何者かに頭を撃たれて殺された。しかも、目撃者も銃声を聞いた者もいなかった。プールサイドには高精度な監視カメラが備え付けてあったので、そのビデオの分析とホテルの従業員の取り調べを行うと、従業員の1人に被害者と同じブランドの時計をしている男がいた。また、ビデオには被害女性の不思議な行動が映し出されていた。 ビデオと指紋の分析の結果、被害者は連邦政府が追っている事件の重要人物で、その保護下にいた女性だと判明。この事件はただの射殺ではなく、大きな組織が絡んだ難事件で、ホレイショ達にも踏み込めない複雑なものであった。 そんな時カリーは、久しぶりに父親に会った･･･。そしてカリーの心境に微妙な変化が現れ始める･･･。

6年前にホレイショが逮捕し仮釈放中の男が、ホレイショに行方不明になった息子を探してほしいと頼んできた。最初は半信半疑であったホレイショだが、まずは息子ジェフの部屋を調べることに。ところがその部屋からは、なんと「フォー・トゥエンティ・ボーイズ」と書かれたTシャツとマリファナ、そして窓枠には発射残渣があった。裏切られた気持ちのホレイショ。自分と息子の無実を訴える男。そして捜査を進めていくと、今度は高校生の射殺体まで見つかった。そしてまた「フォー･トゥエンティ･ボーイズ」の文字、ヒトラーの誕生日だ。狙いは何なのか･･･。

スプリング・フェスティバルで大いに盛り上がる学生達。飲んで騒いだ祭りの後に、お約束のように行われる性行為。今度の被害者も例に漏れず、パーティーの後レイプされ体に歯型を残されたうえに、頸の骨を折られて浜辺で死んでいた。検死の結果、レイプされたのは死後だと判明。犯人はレイプするために殺したのか･･･？ 捜査線上に浮かび上がったのは、パーティーで若い女性の胸をビデオに撮らせてと回って歩いていた、ビデオ会社の男であった。その男は性犯罪の前歴があり、商売のための若い女性を物色していたのだ。ところが犯人逮捕の決め手がなく、捜査は難航。そんな時、また同様の事件がおこり、若い女性が襲われた。

若者で一杯のクラブ･ディセントで花火ショーの最中にその火が引火、火災が発生した。たまたま居合わせたスピードルとデルコは必死に客を避難させようと誘導するが、火のまわりが早く多数の死傷者を出してしまった。現場検証の結果、クラブ内は満員のうえ裏口のドアには施錠がしてあり、室内の客は表の入り口に殺到したため、大惨事となったことがわかった。火のまわりの早さに疑問を抱いた捜査官たちは、出火原因の花火ショーのステージ近辺を詳しく調べ始める。また、違う部屋からはバーテンの刺殺体が発見され、そしてクラブの金庫からは全ての現金が盗み出されていた。この火災は殺人の隠匿が目的なのか、それとも強盗犯の放火か、それとも･･･。

事件発生の連絡を受けたホレイショ達が現場の納屋に踏み込み死体を発見、そして証拠集めをしている時に突然納屋が爆発した。爆弾に気づき、急いで逃げた捜査官達は間一髪、難を逃れたが現場は目茶苦茶になり、証拠採取は困難を極めた。しかしその納屋にいた若者の一人が麻薬の売人で前科もあることから、現場にいた4人のメンバーが判明した。 その男が言うには、4人は5日間連続で麻薬を吸い続け、そして争いが始まり1人が死んだという。ただし尋常な状態ではなかった人間の証言は、どこまで信憑性があるのか･･･。それでもホレイショ達は証言を頼りに捜査を進めるのだが･･･。

拘置所でバスケットボールをやっていた囚人の1人が刺殺された。現場を調べていたホレイショは不審なヘリコプターを発見。なんと殺しは陽動作戦で、本当の目的が脱獄であることが判明した。しかも拘置所内では認識票がすり替えられており、誰が脱獄したのかが、すぐには突き止められなかった。しかしホレイショ達にタンクを打ち抜かれていたヘリは近くに不時着。現場に駆けつけると、そこには頭を銃で打ち抜かれたパイロットの死体だけが残されていた。捜査の結果、脱獄したのは重犯罪棟に収監されていた凶悪犯3名ということも判り、すぐに犯人たちに関わる人の護衛を命じるのだが･･･。