La vita di un membro della squadra è in pericolo e il team cerca di analizzare la situazione per prendere delle decisioni importanti. Nel frattempo Horatio ricorda quando, ben dodici anni prima, la squadra del CSI di Miami ha iniziato a lavorare insieme.

Un uomo armato irrompe nel laboratorio e prende come ostaggi alcuni agenti, tra cui il nuovo CSI Jesse Cardoza. Horatio negozia con il sequestratore per cercare di liberarli.

Tre giocatori di pallavolo muoiono misteriosamente sul campo da gioco; nel frattempo la testimonianza di Calleigh contro Delko mette in serio pericolo la sua futura carriera da CSI.

La squadra indaga sulla morte di uomo trovato nello scarico del bagno di un jet privato. La vittima era stata accusata di avere sottratto soldi a molti potenziali investitori di Miami e il team deve cercare di scoprire dove li ha nascosti.

Una giovane coppia muore dopo avere mangiato in un ristorante che usava prodotti contaminati con un ceppo di E.Coli. La squadra deve scoprire in tempo la provenienza del batterio prima che l'epidemia dilaghi.

La squadra CSI è alla ricerca di uno sposo scomparso la notte prima del suo matrimonio e per farlo deve ricostruire ciò che è accaduto la sera precedente alla sua movimentata festa di addio al celibato.

Mentre la squadra indaga sulla morte di una ragazza nelle Everglades di Miami, sulla scena del crimine viene ritrovata la gamba di una seconda ragazza. Horatio chiede l'aiuto del Dr. Raymond Langston dal momento che l'arto risulta appartenere ad un ragazza scomparsa una settimana prima a Las Vegas.

La squadra della scientifica di Miami è impegnata ad indagare su un terribile incidente d'auto per cercare di scoprire chi o cosa potrebbe averlo provocato. Nel corso delle indagini verranno alla luce segreti e rivelazioni riguardo i conducenti delle due vetture.

La squadra tenta di far luce su un incidente sospetto avvenuto durante una serata di beneficenza, che porterà ad indagare sulla società che ospita l'evento. Nel frattempo Jesse incontra una donna che sembra far parte del suo passato.

La morte di un addetto al censimento porta le ricerche della squadra in un laboratorio di metanfetamine, ma le cose si complicano quando questo esplode mettendo a repentaglio la vita di due agenti della scientifica.

La squadra indaga sulla morte di una donna trovata accoltellata nella sua villa. Del caso si occupa anche Delko in qualità di esperto della scientifica dell'avvocato difensore del principale sospettato, trovandosi così per la prima volta a lavorare contro i suoi ex colleghi.

Phoebe Nichols, beniamina di tutti gli americani, va letteralmente in fiamme mentre si sta esibendo sul palco durante un suo concerto. Durante le indagini emergeranno dei particolari inquietanti sulla vita della giovane popstar.

La squadra CSI deve far luce su un caso di un uomo tagliato in due da una spada; nel frattempo il problema all'udito di Natalia non sembra diminuire ma, anzi, mette in serio pericolo la sua vita e quella di Ryan.

La squadra della scientifica ha 24 ore di tempo per scoprire se un uomo che si trova nel braccio della morte sia realmente colpevole di un omicidio commesso 15 anni prima; al caso lavora anche Delko.

La squadra capitanata da Horatio deve scoprire esattamente come e perchè un passeggero di uno space shuttle privato è morto nello spazio dopo che il suo corpo è precipitato fuori dal veicolo.

Horatio e Delko si recano a Los Angeles per cercare di scagionare Jesse da una vecchia accusa di manomissione di prove che potrebbe compromettere un altro caso, permettendo a un assassino di farla franca.

La squadra lavora al caso di una receptionist uccisa con un colpo d'ascia alla testa. Durante le indagini gli agenti scoprono che la vittima non era molto amata dai colleghi e che ognuno di loro aveva un buon motivo per volerla morta.

Kyle, il figlio di Horatio, torna a Miami per qualche giorno e si vede costretto a chiedere l'aiuto del padre quando un suo compagno e amico dell'esercito diventa il sospettato principale di un omicidio.

Le vacanze di primavera aumentano il numero di persone a Miami e la squadra si deve dividere per risolvere tre omicidi.

Lo spirito di una vittima non lascerà in pace Calleigh finché non sarà fatta giustizia per il suo omicidio. Il team CSI si mette allora al lavoro per risolvere definitivamente il caso e dare un po' di pace alla donna.

Una rapina ad una gioielleria apparentemente perfetta finisce invece con un tragico omicidio e quando delle prove vengono rubate dal laboratorio, Delko è incaricato di trovare il responsabile.

La squadra indaga sull'omicidio di una donna uccisa subito dopo la fine della sua festa d'anniversario di matrimonio; durante le indagini emergeranno particolari scioccanti sul passato della famiglia. Nel frattempo Delko continua la sua missione sotto copertura.

La squadra deve indagare sulla morte di Rebecca Nevins, ex fidanzata di Horatio, uccisa da un'autobomba. Durante le indagini i sospetti si concentreranno su uno degli agenti della scientifica che potrebbe essere coinvolto, oltre che nell'omicidio, anche nel furto di oggetti sequestrati dalla polizia di Miami.