Le due squadre forensi sono di nuovo riunite sotto il comando di Grissom e Catherine, ma arrivano subito tre casi che devono essere risolti contemporaneamente: una coppia uccisa nel proprio letto, una bellissima spogliarellista trovata morta nella parte peggiore della città e due cadaveri esposti al sole per più giorni.

Una star emergente del cinema viene ritrovata morta nella sua stanza d'albergo, dopo aver trascorso una serata di baldoria con alcune ammiratrici. Sul caso indagano Nick e Warrick, mentre il resto del team è alle prese con la morte di un Coreano.

Il team di Grissom indaga sulla morte di una donna. Il marito afferma che la moglie è caduta dalle scale nella loro abitazione, ma il primo sospettato diventa presto l'uomo. Anche se poi le indagini rivelano una verità più sconvolgente.

Il team CSI si imbatte in una casa isolata, usata in precedenza dall'esercito, che ora viene sfruttata da una setta. Si pensa che la casa sia stata teatro di un suicidio di massa, ma solo 11 dei 12 letti presenti è occupato da un corpo.

Nick assume il comando nelle indagini su un'abitazione di una famiglia, composta da quattro persone, nella quale vengono rinvenute solo tre diverse tracce di sangue. Nick infatti pensa che la figlia più piccola possa essere ancora viva, mentre Sara è pessimista.

Una madre single di 28 anni viene trovata morta; inizialmente si pensa che si sia trattato di un suicidio, ma Catherine riesce a provare che invece è stato un omicidio. Intanto Grissom viene chiamato a testimoniare in un altro caso di omicidio.

La squadra deve investigare sull'uccisione di un ufficiale di polizia avvenuta durante un conflitto a fuoco. Sulla scena del crimine ci sono centinaia di proiettili. Le indagini si complicano quando si scopre che Sofia Curtis e Jim Brass erano con la vittima.

Continuano le indagini sulla sparatoria durante la quale muore un ufficiale di polizia. Dopo aver scoperto che la morte è avvenuta a causa del fuoco amico, il team cerca di ripassare tutti i numerosi indizi ritrovati.

Catherine e Jim investigano sul ritrovamento del cadavere di un uomo in un fogna. Si scopre che l'uomo aveva problemi di alimentazione e che questo potrebbe aver causato la sua morte. Intanto, Nick e Sara hanno a che fare con un divorzio a dir poco burrascoso.

Il team CSI viene chiamato ad indagare sulla scomparsa di un ragazza il cui padre era morto quattro anni prima. Poco dopo una coppia viene arrestata in un negozio di alimentari in compagnia di un ragazzo che corrisponde alla descrizione dello scomparso. Il problema è che lui stesso dice di essere figlio della coppia.

La squadra di Grissom indaga sulla morte di un uomo che aveva una malattia che portava ad una crescita superiore al normale dei peli del corpo. Le prime indagini fanno pensare che l'assassinio sia legata alla credenza dell'esistenza dei lupi mannari.

Il team CSI investiga sull'accoltellamento di un motociclista che stava per lasciare la città con una donna con la quale viveva da molto tempo. Intanto Nick è sempre più vicino a scoprire la verità sul suo rapimento.

Gli uomini della squadra CSI arrivano ad un party con le persone più importanti e influenti di Las Vegas per scoprire chi ha ucciso un giovane uomo. Quando anche Sam Braun rientra fra i sospettati, Catherine è chiamata in causa in prima persona.

Il team CSI è chiamato a investigare dopo che una ragazza festaiola e modaiola viene ferita e poi uccisa dopo un incidente stradale. L'indagine si rivela molto difficile perché il killer sembra essere un vero professionista.

L'omicidio efferato di una ragazza, trovata in mezzo al deserto con la testa rasata, senza una mano e con un numero marchiato a fuoco, è l'oggetto delle indagini del team CSI. Esso scopre che la ragazza è stata vittima di brutali esperimenti.

Le indagini sul ritrovamento di un corpo senza vita e carbonizzato in un camino, porta Grissom a riaprire un vecchio caso mai risolto che riguardava una giovane ragazza adolescente di nome Caroline Fitzgibbons.

Il team CSI diventa protagonista di un reality show: le telecamere seguono il lavoro di Grissom e i suoi uomini durante le indagini su un uomo che ha già violentato molte donne e che ha fatto la sua ultima vittima fingendosi un pompiere.

Quando uno studente viene arrestato e processato per l'omicidio di una delle ragazze più popolari della scuola, la sorella di 12 anni confessa di aver commesso il crimine. Il giudice decide quindi di dare 72 ore all'accusa per riesaminare le prove.

Il team è alle prese con le indagini sulla morte di una sensitiva che sosteneva di aver predetto la propria morte, "vedendola" durante una seduta con altre due donne. Greg rivela un segreto di famiglia a Grissom, e quest'ultimo è comunque convinto che sarà la scienza a risolvere il caso.

La squadra CSI conduce le indagini sulla morte di una banda di rapper. Questo li porterà ad addentrarsi nel mondo della musica rap e scoprire che l'omicidio potrebbe essere collegato al rapper Dollar.

Un'avvocato benestante viene uccisa al matrimonio del proprio figlio. Tuttavia, la macchina di Nick, che conteneva tutti gli indizi raccolti sulla scena del crimine, viene rubata e le indagini di conseguenza sono compromesse.

Un uomo, che aveva trascorso la notte con una donna appena conosciuta, viene trovato morto nei pressi del casinò in cui si trovava. Le indagini rivelano poi che la vittima aveva appena vinto una grossa somma di denaro.

Un uomo viene accusato di aver ucciso la moglie e i suoi colleghi di lavoro. Il team CSI viene chiamato a indagare e successivamente a seguire l'uomo, anche quando decide di barricarsi all'interno di una stanza di hotel.