A Rio Horatio e Delko sono vicinissimi all'arresto di Riaz, l'uomo che ha ucciso Marisol. Lì Horatio si riconcilia con Yelina e scopre che suo fratello Raymond è sotto copertura per scoprire traffici di droga gestiti proprio da Riaz.Intanto a Miami Natalia deve vedersela con Wolfe che non l'accetta nella squadra.

Dopo aver raccolto le prove sulla scena del crimine, l'assassinio di un agente che lavorava sotto copertura, Calleigh cade in un canale, invalidandole tutte. Dal momento che non se ne salva nemmeno una, il team del CSI è costretto a raccogliere nuove prove. Intanto l'ex ragazzo di Calleigh, un altro agente sotto copertura, si mostra disponibile a collaborare.

Una celebrità viene assassinata durante un party molto esclusivo riservato a soli vip organizzato da un noto gioielliere. Il team di Horatio scopre una specie di club segreto ed illegale in cui si scommette sulla sulla morte di gente famosa.

Un modello viene investito da un'auto. Il team del CSI scopre che potrebbe essere stato proprio il suo bell'aspetto a costargli la vita. Al secondo omicidio - ancora un altro modello - Horatio e i suoi si arrovellano sulle connessioni tra i due delitti. Intanto l'ex marito di Natalia esce di prigione ed inizia a darle fastidio.

Il corpo di un consigliere comunale viene ritrovato morto in una casa vuota. Il CSI scopre che i suoi vicini erano infuriati perché l'uomo era uno dei principali utilizzatori di quel diritto governativo che obbliga la gente ad abbandonare la propria casa per motivi di ordine superiore legato allo sviluppo (leggi esproprio). In questo caso il team si trova anche a fronteggiare un giudice che prova antipatia nei loro confronti.

Una credente nella Santeria, un mix di Cattolicesimo e voodoo africano, viene trovata morta davanti all'altare sul quale officia i suoi riti scarificali con animali. Quando alcuni strani incidenti iniziano ad accadere nel laboratorio del CSI qualcuno crede che si tratti di una maledizione. Il morto comunque potrebbe essere implicato in una brutta faccenda di oro rubato.

Uno stuntman di nome Dex Gilman muore decapitato durante uno show con la sua auto. Il CSI non crede si sia trattato di uno sfortunato incidente. Durante la raccolta delle prove s'avventura nello strano e poco chiaro ambiente degli stuntman e dei motor show dove persino i ragazzini fanno evoluzioni spericolate con auto rubate. Horatio arriva a scoprire che il sistema idraulico di frenata dell'auto della vittima era stato manomesso.

Una donna viene trovata assassinata. Un'altra viene rapita. Le prove raccolte dalla squadra di Horatio portano ad un vecchio edificio abbandonato dove vengono rinvenute dozzine di foto in cui appaiono donne scomparse e non identificate. Dall'esame del DNA si scopre che la donna rapita altri non è che Anya, la sorella di Natalia.

Una giovane donna viene assassinata durante un evento per la raccolta di fondi a scopo di beneficenza. Investigando su questo caso Horatio arriva a scoprire un piano diabolico per colpire l'intera città di Miami.

Un reclutatatore di Marine viene assassinato. Al fine di scovare il killer il CSI si avventura nel mondo dei reclutatori di soldati e delle famiglie da cui questi solitamente provengono. Natalia deve confrontarsi ancora col suo ex marito.

Mentre Sonya Barak testimonia in un processo in cui è sospettata di stare tramando contro la città di Miami, qualcuno dei suoi cerca di ucciderla, sparandole, poiché sospetta che potrebbe mettersi d'accordo con la polizia e denunciare i complici.

Quando viene assassinato l'ex marito di Natalia le prove sembrano indicare che sia stata proprio lei a compiere il delitto. Ma erano in molti a volere la morte di Nick. Mentre Natalia rimane la principale sospettata, gli altri membri del CSI continuano a investigare con tutte le cautele del caso, dal momento che la cosa potrebbe arrivare alle orecchie dell'ufficio per gli Affari Interni.

Horatio e gli artificieri provano a disinnescare una bomba. Tripp inciampa su di una mina anti-uomo mentre sta investigando sulla scena di un crimine: l'uccisione di un rifugiato cubano appena sbarcato sulla spiaggia.

Un camion pieno di armi confiscate viene rapinato. Quando le armi riappaiono sul mercato Horatio sospetta che dietro la vicenda ci sia Clavo Cruz, una sua vecchia conoscenza. Il giorno in cui Clavo è chiamato in giudizio, sul tribunale viene lanciato un missile per agevolare la sua fuga. Alexx però si trovava dentro l'edificio nel momento della collisione del missile.

Un membro del CSI viene colpito da un proiettile alla testa e dichiarato morto. Horatio e i suoi non si danno per vinti. Corrono all'ospedale per chiedere ai medici di fare tutto il possibile per riportare in vita il loro collega. Intanto si trova la prova che può portare a Clavo Cruz, l'uomo dietro il ferimento di Eric.

I genitori di una babysitter vengono assassinati in un quartiere bene di Miami. Il CSI questa volta ha a che fare con i segreti e le bugie che circolano nei quartieri alti della città. Si scopre un triangolo (una relazione a tre) che potrebbe essere un movente per il duplice omicidio.

Un gruppo di uomini va caccia per il weekend. Uno di loro viene attaccato ed aggredito mortalmente da un orso. Indagando, gli uomini del CSI scoprono che l'uomo potrebbe essere stato utilizzato come esca per l'orso. Un'altra ipotesi che viene avanzata è che la morte dell'uomo avrebbe dovuto coprirne altre due: quello di una squillo di classe e del suo bodyguard.

Quando viene assassinato un facoltoso imprenditore edile, il CSI mette tra i primi sospettati sua moglie e le sue due segrete gemelle. Presto però si scopre che in realtà la vittima non è chi credono che sia e che il sangue trovato sulla scena del crimine potrebbe essere della moglie o delle sue sorelle gemelle che possiedono il suo stesso DNA e di cui il marito non era a conoscenza.

Horatio sospetta che il supervisore della contea e alcuni nativi americani, proprietari di un casinò, potrebbero essere coinvolti in un omicidio la cui vittima viene ritrovata senza capelli, ossia privo di scalpo.

Horatio e i suoi indagano sulla morte di una star del cinema avvenuta mentre questi si trovava in un centro per la riabilitazione ed era sul punto di rivelare alcuni segreti in grado di danneggiare molte persone.

L'amante di un uomo impegnato in una grossa battaglia legale per il suo divorzio viene ritrovata morta; ben presto, man mano che il divorzio entra nelle fasi calde, il numero di vittime aumenta.

I problemi personali di un membro del team rischiano di inquinare le indagini di Horatio: un caso di vendetta eseguita da un ex ripudiato. Proprio per questo motivo Horatio decide per un licenziamento.

Un uomo sospettato di carjacking (il crimine di rubare un auto quando questa è ancora occupata) viene assassinato. Il CSI scopre che la vittima avrebbe potuto essere coinvolta in un traffico di stupefacenti attraverso le spiagge di Miami gestito da un potente e pericoloso signore della droga.