Un couple est retrouvé mort dans un hôtel, après avoir passé un moment avec un autre couple. Et lorsqu'un autre couple est assassiné, les Experts doivent à tout prix trouver des preuves solides.
Suite de l'épisode précédent. Le couple d'assassins s'est fait assassiner chez lui. Les soupçons se portent sur un membre de la police ou tout au moins sur un individu au courant de l'enquête.
Une vague de chaleur à Las Vegas semble avoir tué deux personnes. Un bébé laissé par erreur dans une voiture, investigé par Gil et Catherine, et un homme électrocuté dans son fauteuil alors qu'il se reposait sous un ventilateur après des exercices pour perdre son surpoids, investigué par Warrick. Nick et Sara enquêtent sur le décès d'une jeune femme, noyée, qui était partie sur le lac faire un tour avec un jeune homme rencontré un peu plus tôt.
Un homme est retrouvé mort au bord de la route, déguisé en raton laveur géant, après avoir été renversé par une voiture. C'était un adepte de fourrures ; il porte un costume en fourrure genre mascotte, se retrouve avec d'autres pour des conventions, Nick et Sara sont sur une affaire de cambriolage qui s'est mal terminée avec un employé abattu à coup de fusil dans une chambre froide.
Un légiste envoie au laboratoire une tête retrouvée dans la campagne, à Jackson, Nevada. Grissom se rend là-bas afin de mener une enquête minutieuse, malgré le manque de motivation, puis l'hostilité de la police locale. Ils finissent par trouver le reste du corps, et des indices amènent à penser que l'assassin est local, et que peut-être le shérif le protège. Le père de Catherine lui envoie un gros chèque, et elle ne sait pas comment réagir.
Le père de Catherine est suspecté d'avoir été mêlé à un meurtre, dans l'épisode 69 (3-23) Le Mystère de la chambre forte (Inside the Box). Grissom, quant à lui, se rend dans la petite ville de Jackpot, pour élucider le cas d'une tête retrouvée sans son corps.
Un violeur et meurtrier est sur le point d'être relâché lorsqu'il s'avère que la fouille faite par Warrick avait été faite sans mandat. Le juge leur donne 24h pour trouver d'autres preuves. Grissom décide de mettre toutes les autres affaires en suspens et de mettre tout le département sur cette affaire. Warrick a du mal à gérer la culpabilité.
Un mannequin a disparu depuis plusieurs jours. Un homme appelle la police laissant penser qu'il l'a fait disparaître. Il est attiré par Catherine, et exige qu'elle s'occupe de l'affaire. En l'absence d'autres éléments pour faire avancer l'enquête, Grissom accepte, et met Nick et Sara sur la touche, ce qui les rend furieux, étant donné que l'affaire est très médiatisée et peut apporter de l'avancement.
Une bombe explose devant un hôtel ; la bombe était cachée dans la voiture d'un air marshall, qu'il avait louée un peu auparavant. Grissom est sur l'enquête. Warrick et Sara enquêtent sur la mort, dans sa baignoire de l'épouse d'un chanteur à succès, dont la cause est au départ inconnue.
Un jeune homme est trouvé mort dans un chantier, tué à coups de marteau d'une grande violence. Grissom, Sara et Warrick enquêtent ; ils remontent la piste du marteau, d'un vêtement ensenglanté, et remontent à un des ouvriers, et à une jeune femme qui avait été agressée par la victime. Nick enquête sur une jeune femme tuée par balle dans son jardin sans qu'on ne sache d'où vient le tir.
Un jury est cloîtré depuis plusieurs jours, coincé car l'un d'entre eux reste convaincu de l'innocence de l'accusé. La tension monte, puis il meurt, tué par une allergie. On suspecte que l'un des autres jurés a provoqué son décès en le mettant en contact avec des cacahuètes, pour qu'ils puissent rentrer chez eux. Nick rouvre une enquête sur une femme disparue quatre ans auparavant, que Grissom avait alors conclu en fugue, car la sœur de la disparue décide de soudain tout raconter : son petit ami l'a tuée, avec son aide forcée, et a brûlé le corps. Par ailleurs, une promotion est dans l'air.
Une femme ressemblant à Sara est tuée dans son appartement. Cette ressemblance frappe et perturbe Grissom. C'était une infirmière qui aimait bien sortir avec les médecins de l'hôpital. L'enquête révèle qu'un autre homme a été tué en même temps, mais que l'assassin l'a découpé en petits morceaux, puis nettoyé consciencieusement la maison ; les soupçons se portent sur les chirurgiens.
Un casino expose une collection d'antiquités japonaises. Durant le vernissage, un corps est retrouvé électrocuté dans la piscine. L'équipe CSI arrive, pour découvrir que c'est un mannequin. Au même moment, profitant du désordre et de l'inattention générale, un sabre de l'exposition est volé. L'enquête les conduit à découvrir que le garde, disparu depuis, était complice du vol. Ils retrouvent le sabre, puis découvrent qu'une des pièces de l'exposition ne faisait pas partie de la collection et avait été introduite clandestinement. D'autres surprises vont suivre. Catherine et Warrick enquêtent sur un décès dont tout indique qu'elle a été tuée par un vampire. C'était une jeune fille perturbée adhérant à la mouvance gothique, recherchant à s'assimiler aux vampires.
Un braquage d'une supérette dégénère et fait cinq morts, dont un policier. Lorsqu'on se rend compte qu'une des victimes a été tuée par une balle tirée par le policier, ce dernier est soupçonné de lui avoir tiré dessus par erreur. Toute l'équipe se concentre sur l'affaire, doit rassembler quantité d'éléments afin de reconstituer la scène avec précision. L'enquête les amène à penser qu'il y avait une complicité interne.
Un homme d'affaires et son épouse, une femme superbe et ex-star du porno, ont été assassinés façon règlement de comptes. L'affaire les mène à suspecter des partenaires ou ex-partenaires de la victime. Sara s'étant présenté sur la scène du crime en suçant des pastilles, Brass s'imagine qu'elle a un problème d'alcool. Catherine doit subir son entretien d'évaluation avec Grissom.
Un crime sexuel dans un quartier fréquenté par des travestis se révèle être en fait un clown, assassiné par suffocation. Catherine et Sara enquêtent, retrouvent son identité par le registre national des clowns (où chaque clown a déposé son look). Un homme qui travaillait à la réhabilitation des drogués se retrouve assassiné dans un quartier mal famé.
Une femme attachée sous un bus transportant des détenues est déchiquetée par la route lorsque ses attaches se déchirent. On pense d'abord à une tentative d'évasion, puis à un meurtre. Des traces de sang et d'activité sexuelle dans le bus mènent les CSI à suspecter les gardiens. Warrick enquête sur le meurtre d'un jeune homme qui venait de perdre au jeu et a été tué de plusieurs coups de poignard. Les preuves collectées donnent des indications divergentes sur la façon dont l'homme a été tué.
Un homme est tué sauvagement à mains nues par un autre, qui est rapidement arrêté. Il s'énerve lors de l'interrogatoire, ce qui force les policiers à le contenir violemment et il décède d'un arrêt cardiaque. L'enquête révèle qu'il avait des tendances kleptomanes et… violentes. Grissom fait fouiller autour du motel dont il s'occupait et ils trouvent les restes d'un corps, enterré plusieurs années auparavant. Ils vont s'efforcer de retracer toute l'histoire.
Une maison a brûlé dans un quartier résidentiel ; la famille (la mère, la grand-mère et le fils) ont pu être sauvés sauf la fille, une adolescente. Warrick, Catherine et Nick enquête. Ils suspectent d'abord un incendie volontaire, puis un accident. Grissom et Sara enquêtent sur le décès d'un homme retrouvé avec des lettres dans le ventre ; ce sont les lettres d'un jeu, le logo, dont il était champion, et dont il venait à Las Vegas pour participer à une compétition.
Une compétition sportive entre les différents corps de la police est interrompue, pour l'équipe du CSI, par le décès d'un des coureurs. Des particularités découvertes lors de l'autopsie indiquent qu'il était certainement sous l'emprise de substances, et on pense que l'assassin est un policier. Sara et Warrick enquêtent sur le décès par balle d'un policier et de sa copine d'un soir. On suspecte un meurtre suivi d'un suicide, mais des indices pointent vers la voisine de chambre, aussi policière, qui avait une relation avec lui.
Une voiture de montagnes russes de type Galaxi déraille dans une fête foraine et tombe sur une voiture en stationnement, provoquant le décès de six personnes. Après enquête, il s'avère que seules cinq personnes étaient dans la voiture, la sixième victime ayant été dans le coffre de la voiture stationnée et éjectée lors de la collision. L'équipe suspecte un sabotage et enquête autour de la victime du coffre. Catherine enquête sur le décès d'une fille de 13 ans.
Un jeune homme est pris à tricher au casino, puis est retrouvé assassiné. L'équipe soupçonne les hommes de mains de Sam Brown, le propriétaire des casinos que le jeune homme a fait, avec son colocataire que l'on retrouve mort dans leur appartement. Ils parvenaient à déterminer le point de chute de la bille de la roulette en observant le départ et en calculant le résultat avec un micro-ordinateur embarqué dans les chaussures. Le système avait été fabriqué par un troisième jeune homme. Sam Brown est soupçonné, et Grissom retire Catherine (qui est la fille de Sam Brown) de l'enquête.
Une femme est battue et violée, mais parvient à s'échapper. Elle a gardé un fort souvenir des détails de son agression ce qui permet de retrouver l'agresseur. Cependant, l'analyse ADN du sperme ne correspond que partiellement au suspect, ce qui indique que ce n'est pas lui le coupable mais un parent. La police enquête sur chacun des frères du suspect. Lorsque celui-ci est relâché, la victime demande la protection de la police.
