Il tempo e il clima del deserto giocano contro gli uomini della squadra CSI di Las Vegas, impegnata a ritrovare la loro collega Sara Sidle prima che quest'ultima muoia in seguito all'aggressione del killer delle miniature.

La squadra indaga sulla morte di un pilota di go-kart, che aveva deciso di trasferire il suo hobby dalla pista all'autostrada finendo col rimetterci la vita. Il secondo caso è quello di un omicidio avvenuto in un ristorante aperto da poco dove i clienti mangiano abitualmente al buio.

Gli uomini di Grissom si occupano di un caso di omicidio plurimo: un'intera famiglia è stata sterminata e l'unica sopravvissuta, nonché principale sospetta, è una ragazza che vicini e conoscenti affermano essere posseduta dal diavolo.

Grissom indaga sulla morte di un giovane trovato impiccato. Il fattore più strano è che il cadavere della vittima è stato manomesso per farlo sembrare quello di una donna. Che cosa voleva comunicare l'assassino?

Grissom e la sua squadra indagano su un'attrice che è stata uccisa sul set di un film pornografico di ambientazione horror. C'è un ricatto dietro all'omicidio? Le indagini si muovono verso l'ex ragazzo della donna, recentemente rimasto sfigurato sul set.

Puntata crossover con Senza Traccia. Un ragazzo scomparso anni fa potrebbe essere l'uomo sulla cui morte si interroga la CSI. Le squadre di Malone e di Grissom si uniscono nelle indagini. La puntata si concluderà in un episodio di Senza Traccia.

L'indagine della puntata riguarda in maniera molto personale Sara Sidle, che è costretta a mettersi in discussione quando il suo passato ritorna a farle visita. Il caso avrà dunque conseguenze pesanti anche nel comportamento di Sara.

Hodges prende in consegna un ragazzo e lo porta nel suo laboratorio per cercare di istruirlo sui metodi della CSI, creando degli ipotetici scenari di un crimine. Intanto, dopo l'addio di Sara, gli agenti cercano di star vicino a Grissom e confortarlo.

La squadra indaga su un incidente avvenuto tra la folla. Warrick finisce per divenire il principale sospettato di un delitto e a causa della sua dipendenza dalla pillole inizia a cambiare l'atteggiamento degli altri agenti della CSI nei suoi confronti.

Grissom e il resto della sua squadra indagano sul mondo dei combattimenti clandestini di cani dopo averne trovati a decine morti nel deserto, mentre Warrick cerca di far chiarezza sul recente caso dell'omicidio di una ballerina.

Due omicidi sconvolgono l'annuale rodeo che si tiene a Las Vegas. La squadra di Gil Grissom indaga sui delitti e scopre che potrebbero essere collegati ad alcune scommesse illegali che riguardano i tori.

Grissom e la sua squadra vengono chiamati in causa dal D.D.A. Klein per investigare sulle morti di alcune persone che dovevano testimoniare ad un processo contro una pericolosa gang di Las Vegas.

La squadra investiga sulla morte di una ragazzina, trovata all'interno di un parcheggio la cui identità rimane però sconosciuta. Catherine accusa un uomo con un passato di violenze sessuali; tutto questo però le si ritorcerà contro.

Brass, Catherine, Grissom e Nick lavorano al caso di una donna trovata morta in un appartamento con una ferita da arma da fuoco. Drops, una star della musica rap, diventa una persona di interesse per l'investigazione nonostante sia ancora in galera.

Una donna viene uccisa e qualcuno viene accusato di averla rivestita e posta nel retro del proprio furgone. Nick e Brass interrogano un ubriaco che tenta di scappare. In ufficio arriva una donna che avverte tutti dell'imminente arrivo di un'invasione aliena.

Grissom, Catherine, Nick, Greg e Brass investigano sulla morte di una star della televisione molto famosa chiamata Annabelle che viene trovata morta nella sua stanza d'albergo a Las Vegas.