Megan Donner torna all'unità CSI per indagare su un caso che riguarda lo schianto di un jet. Mentre il team è impegnato nella ricerca di eventuali superstiti, si scopre il cadavere di una donna che era a bordo dell'aereo a ben cinque miglia di distanza dal luogo dell'incidente.

Una serie di esplosioni provocate da un serial bomber sta seminando il panico a Miami. Il team CSI, con l'aiuto di un esperto in materia, che è il vecchio mentore di Horatio, deve riuscire a trovare il responsabile prima che riesca a colpire ancora.

Parte del corpo di un uomo viene ritrovata all'interno di uno squalo; inoltre, il ritrovamento del cadavere di una donna uccisa in mare porta il team CSI sulle tracce di un trafficante di droga e di clandestini da Cuba.

Il cadavere di un uomo con la gola tagliata e la faccia parzialmente ustionata viene trovato in una spiaggia di Miami, assieme ad una ragazza, ancora non cosciente, che è stata brutalmente picchiata. Le indagini portano Horatio ad una famiglia benestante della Florida.

Un prete viene trovato morto nella sua sacrestia dopo essere stato raggiunto da alcuni proiettili. Megan, Calleigh e Speedle devono riuscire a sbrogliare la fitta trama di intrecci familiari che hanno condotto alla morte dell'uomo.

L'intero team è impegnato nelle indagini riguardanti la morte di una bambina, trovata nel bagno di un parco divertimenti al coperto. Devono riuscire a trovare il colpevole il più in fretta possibile, visto che tutti coloro che si trovavano nel parco sono stati presi in custodia.

Horatio, Calleigh e Speedle indagano sulla morte di un ballerino straniero avvenuta durante un party sexy. Intanto Eric e Megan seguono il caso di un nuotatore che muore dopo essere salito su una barca in mezzo al mare.

Horatio e il suo team devono indagare sull'omicidio brutale di un'intera famiglia avvenuto all'interno della loro stessa abitazione. I sopravvissuti sono solo due, e uno di questi è il padre della famiglia che è in gravi condizioni.

Durante l'ora di punta in centro a Miami un uomo sceglie casualmente tre persone a cui spara, uccidendole ciascuna con un colpo secco. Horatio e i suoi uomini raggiungono la scena del crimine, che però è già stata invasa da reporter e troupe televisive.

Horatio, Speedle e Calleigh devono analizzare tutti gli indizi riguardanti la morte di uno strano e poco convenzionale professore universitario, trovato morto legato ad un albero. Altrove, Megan e Delko indagano sul ritrovamento di una macchina in mare con all'interno un cadavere.

Il team è alle prese con le indagini sulla morte di una giovane modella, ritrovata morta nei pressi di un campo di detenzione giovanile femminile. Intanto in città Delko e Speedle devono riuscire a capire come sia morto un uomo, apparentemente bruciato dall'interno.

Horatio e Speedle investigano sulla morte di una prostituta, ritrovata senza vita nel letto di una casa al mare con i segni che testimoniano che è stata uccisa con 23 coltellate. Il problema è che sulla scena del crimine sono rimaste poche tracce di sangue.

Horatio investiga sulla morte di un uomo che ha inalato inavvertitamente una composizione chimica letale in una casa del vicinato, nella quale era finito mentre cercava il suo gatto. Intanto, in una casa di riposo, un ospite viene trovato morto nella piscina.

Un uomo nudo viene ritrovato legato al suo letto, soffocato da un panno che aveva in bocca mentre qualcuno abusava sessualmente di lui. Intanto, il team è anche alle prese con l'omicidio del proprietario di un crematorio.

Un ambulante viene trovato morto in una strada di Miami con il collo rotto e qualche soldo nelle mani. Quando il cadavere viene portato in laboratorio, Alexx si rende conto che la mano destra è bruciata, anche se quando è stato ritrovato non era così.

Horatio e il suo team investigano dopo che un Russo viene trovato accoltellato a morte nello stanzino di un peep-show e l'unico testimone del crimine sembra essere la stripper che si stava esibendo davanti a lui.

Poco prima che Horatio venga chiamato a testimoniare in tribunale per l'omicidio in cui l'imputato è il marito di una consigliere comunale, egli riceve nuove prove e informazioni che potrebbero scagionare l'uomo.

Le indagini che riguardano un caso in cui è coinvolto il traffico di droga diventano sempre più tese quando gli stessi componenti del team CSI vengono sospettati di essere i responsabili del crimine che stanno cercando di risolvere.

Horatio si trova a dover combattere contro uomini dell'FBI e della Marina nei tentativi di trovare il responsabile della morte di una donna, trovata senza vita a bordo piscina in un hotel. Due proiettili che hanno colpito la donna alla testa sono la causa della morte.

Horatio viene raggiunto da un ex-detenuto che aveva aiutato qualche tempo fa che ora lo implora di aiutarlo nelle ricerche di suo figlio, che è scomparso. Le indagini rivelano però che la scomparsa potrebbe celare un piano architettato dal ragazzo.

La squadra CSI investiga sulla morte di due ragazzi che si trovavano a Miami per lo Spring Break. La prima vittima è una ragazza trovata morta sulla spiaggia col collo spezzato, mentre la seconda vittima è un ragazzo ritrovato sul fondo della piscina di un hotel.

Speedle e Delko sono testimoni di un incendio sviluppatosi all'interno di una discoteca, apparentemente scatenato da una macchina pirotecnica del DJ. L'incendio provoca sedici morti e numerosi feriti, ma le indagini rivelano che potrebbe essere stato solo un modo per coprire un omicidio.

Un'esplosione avvenuta sulla scena di un crimine rischia di uccidere Horatio e il suo team, che riescono invece a cavarsela. Le indagini sul caso diventano personali per Horatio quando si scopre che il principale sospettato conosce suo fratello.