Gil Grissom es el supervisor del mejor equipo de investigadores de escenas de crimen en Las Vegas. Holly Gribbs, que acaba de salir de la academia, se une al equipo. Jim Brass es el jefe de la unidad e intenta averiguar si Holly de verdad vale para el equipo. Catherine Willows, madre de una niña de corta edad, es la número dos del equipo. Warrick Brown y Nick Stokes compiten para resolver su caso número 100 y ganar un ascenso. Grisson debe investigar un asesinato disfrazado como suicidio contando con muy pocas evidencias. Warrick y Catherine se ocupan del caso de un borracho que entra en una casa y es acribillado a tiros. Nick investiga a un hombre que recogió a una mujer que lo drogó y robó.

Después de que Gribbs sea disparada, Brass es enviado de nuevo a homicidios. Grissom se convierte en el jefe de la unidad y decide acudir a una colega de San Francisco, Sara Siedel, para ayudarle a investigar el caso, lo que hace enfadar a Catherine, que se cree capaz de resolverlo ella misma. Warrick sigue suspendido. Grissom y Nick se encargan del caso de un hombre que se suicida después de ganar una gran suma de dinero en un casino

Grissom, Nick y Sara investigan el caso de una mujer desaparecida y, tras varias investigaciones, consiguen averiguar que se encuentra enterrada viva en alguna parte del desierto de Las Vegas. Mientras, Warrick y Catherine investigan un atropello en el que el conductor se da a la fuga. Este caso afectará emocionalmente a Catherine pues la victima no es más que una niña que jugaba con su monopatín, cosa que Cath relacionará con su hija Lindsey.

Grissom y Catherine investigan el caso de una pierna encontrada en un lago y sospechan que el marido de la víctima puede estar muy involucrada. Sara y Nick se ocupan de un joven ahorcado en una fraternidad. Mientras que Warricktiene que ir a un juicio, lo que no sabe es que se complicarán las cosas y deberá pedirle ayuda a Grissom.

Grissom y Warrick se ocupan del caso de un hombre joven encontrado muerto y desnudo en el desierto sin evidencias que indiquen la causa de su muerte. Sara debe descubrir por qué el cuerpo de una mujer enterrada hace una semana ha aparecido en un basurero. Catherine y Nick investigan el asesinato del decano de un colegio por la fundadora del mismo.

Catherine viola el protocolo del departamento cuando investiga una acusación de violación contra su ex-marido. Warrick y Sara deben encontrar la bala que puede anular o corroborar la acusación de asesinato contra un policía. Grissom y Nick investigan el esqueleto de una mujer encontrado bajo una casa enterrado en cemento.

Cuando una adolescente y su hermana se convierten en las únicas supervivientes del asesinato de toda su familia, el equipo completo de CSI se encarga del caso. Lo que en principio parece un asesinato ritual resulta ser mucho más aterrador cuando el equipo descubre la verdadera causa de la masacre.

Un nuevo asesinato similar ha tenido lugar y el asesino demuestra tener grandes conocimientos de criminología. Y se propone jugar con Grissom y su equipo dejando a propósito una pista.

Grissom y su equipo investigan la muerte de un pasajero de primera clase en un vuelo a Las Vegas. Los investigadores no solo deben tener en cuenta las evidencias físicas, sino entrevistar a todos los testigos para que estos les den su visión del suceso.

Grissom y Sara investigan un cadáver encontrado en el desierto con un disparo a bocajarro. Warrick y Catherine se encargan del robo de unas valiosas obras de arte Mientras que Nick debe averiguar por qué el coche de una mujer desaparecida está aparcado en una estación de autobuses. Ecklie malmete a Grissom cn Warrick que se enfrenta a la acusación de haber jugado en un casino estando de servicio.

Una mujer es secuestrada en un supermercado. En la escena del crimen, Grissom encuentra un mensaje en una puerta que indica que cinco mujeres han sido asesinadas. Warrick es descubierto jugando en un casino estando de servicio y es asignado al caso de Sara, a la que no gusta nada la situación. Juntos deben investigar el robo y asesinato de un hombre. Nick tiene problemas cuando se involucra personalmente con una prostituta (Kristy Hopkins).

Un paquete anónimo de la penitenciaría del condado es enviado a Grissom con la petición en vídeo de un preso para que éste investigue su caso del que se declara inocente. Catherine y Nick, por su parte, se encargan del asesinato de un adolescente relacionado con el mundo de las apuestas.

Un maletín bomba estalla en el hall de un edificio de oficinas dejando un muerto y varios heridos. Cath, Sara y Warrick, con Grissom al mando, se encargan de investigar este suceso. Mientras tanto, Nick, en su noche libre, se reencuentra con Kristy poco antes de que esta aparezca muerta.

Cuando un solo hueso de un esqueleto es encontrado en el desierto, Grissom y Catherine deben rastrear kilómetros de territorio para encontrar el resto del cadáver. Una vez encontrado las partes del cuerpo Catherine llama a Teri Miller para que les eche una mano. Warrick y Sara investigan el asesinato de un stripper masculino y su vinculación con sus últimas clientas, que celebraban una despedida de soltera.

En una celebración para recoger fondos a la que asisten altas autoridades de la ciudad, una mujer aparece muerta en la piscina. El equipo se encarga del caso hasta que Cath designa a Warrick para investigar, por su cuenta, un atraco en un ascensor de un hotel en donde aparece un hombre acribillado a tiros y con una moneda en la frente tapando un orificio de entrada.

Una mujer es secuestrada en los aparcamientos de unos grandes almacenes, violada, golpeada y abandonada por muerta. Sara se ocupa de recoger todas las pruebas posibles de la mujer y poco a poco se va sintiendo unida a ella. Catherine y Warrick deben testificar en el juicio sobre un tiroteo. El oficial que investigó el caso ha dimitido y ahora ellos deben aclarar qué fue lo que pasó. Catherine tiene de nuevo problemas con Eddie cuando éste pide una segunda hipoteca sin su permiso.

Un cuerpo es hallado en una tienda de alfarería, aparentemente se trata de un robo que se vio interrumpido. Las huellas dactilares encontradas coinciden con las de un caso de una adolescente secuestrada hace veinte años. Grissom, Cath y Nick llevan este caso, mientras Sara y Warrick investigan la calcinación de una mujer que se convirtió en cenizas dejando intacta la silla en la que estaba. Sara cree que se encuentran frente a un caso de combustión espontánea.

Una pareja que celebra su aniversario es asesinada al salir de un restaurante. Su coche es robado y las cosas se complican para el equipo de Grissom cuando la lluvia altera la escena del crimen. Catherine, por su cuenta, investiga el hundimiento de un edificio en el que han muerto tres ancianas.

El equipo investiga el secuestro del bebé de una acomodada familia. En principio todo indica que los padres pueden estar involucrados en la muerte del bebé. Grissom, por su parte, parece que haberse implicado personalmente en el caso y hará todo lo posible por descubrir la muerte del recién nacido.

Dos mujeres son acusadas de haber atropellado a un estudiante y sin embargo no lo hicieron, él ya estaba muerto cuando le atropellaron. Grissom ha de averiguar quién lo hizo y demostrar a la vez sus habilidades para el lenguaje de los simbolos. Catherine y Nick investigan el golpe de una banda que se ha saldado con cinco muertos en una cafetería.

Grissom, Nick, y Warrick se ocupan de la muerte de un transeúnte atacado al parecer por un animal salvaje. Todo se complica cuando descubren que a la víctima le han extraído el hígado después de muerto. En otro caso, Catherine y Sara investigan la muerte de una niña de seis años en una feria ambulante algo sospechosa.

Una cabeza decapitada es encontrada en el maletero de un coche robado. Poco después, un cuerpo decapitado es encontrado desollado. Los criminalistas creen que cuerpo y cabeza pueden pertenecer a la misma persona, pero hay algo extraño en la complexión del cuerpo y necesitarán la ayuda de un antropólogo. Mientras, Warrick intenta ayudar a un crío que metió meses atrás en la cárcel, ahora testigo de un crimen dentro de la prisión.

El equipo investiga las acciones de un asesino en serie que apenas deja pistas. Cuando el caso parece no tener salida, el sheriff invita al FBI a investigarlo, enfureciendo a Grissom. Para colmo, Sara se ofrece a servir de cebo para atraer al asesino, acción que Grissom no consentirá.