El descubrimiento de una bolsa de basura que contiene un cuerpo en avanzado estado de descomposición lleva al C.S.I. a investigar a Nathan Haskell, un psicópata que hace 11 años asesinó a siete parejas y que actualmente cumple cadena perpetua en un centro penitenciario. Tras analizar unos cabellos hallados en la bolsa, los forenses descubren que coinciden con los de Haskell. Durante la investigación, Grissom acude a una conferencia del doctor Raymond Langston, un reputado patólogo criminal, para pedirle ayuda en el esclarecimiento del caso.

El equipo de forenses trabaja contrarreloj en un doble cometido: descubrir la identidad del cómplice de Nathan Haskell y encontrar a una mujer desaparecida, la última víctima de estos psicópatas. Mientras los investigadores examinan las evidencias, Gil crea un grupo de trabajo en el que participa el doctor Langston como asesor especial. Una vez finalizada la investigación, Grissom pide a Raymond que se incorpore al laboratorio en calidad de forense y lleva a cabo un sorprendente anuncio: su decisión de poner fin a su etapa al frente del C.S.I.

En su primera jornada de trabajo en el C.S.I., Raymond Langston acompaña a Nick a examinar una vivienda tras la denuncia de un robo. Con la ayuda de Stokes, el patólogo criminal aprende a procesar y recoger huellas del escenario. Tras concluir su labor en el inmueble, se produce una fuerte explosión en las inmediaciones de la casa. Los forenses acuden al lugar, donde se reúnen con Brass y descubren el cuerpo carbonizado de un hombre, que resulta ser el propietario de un gimnasio. Tras efectuar la autopsia, los investigadores descubren que la víctima fue asesinada antes de que la explosión le alcanzara, por lo que deciden ahondar en su entorno familiar y laboral.

Cuando Bill Ray Hatford, un efectivo del F.B.I., es brutalmente asesinado en el baño de caballeros de una gasolinera, el C.S.I. interroga a los compañeros de la víctima, los agentes Emma Stanley y Miles Bechman, para intentar descubrir la identidad del asesino. Stanley y Bechman explican a Nick y a Riley que estaban llevando a cabo una operación encubierta en la ciudad con el fin de desarticular una importante red de prostitución. Tras constatar que Hatford se encargaba de contactar con las prostitutas y los proxenetas, los forenses reclaman a los agentes federales las grabaciones de los distintos encuentros de la víctima.

Langston y Nick acuden a un restaurante de comida rápida en el que aparentemente se ha producido un robo con violencia. Cuando llegan al establecimiento, los forenses descubren el cuerpo sin vida de Bob Graham, gerente del local, con 42 dólares en la mano. Tras hallar unas extrañas marcas en el suelo que parecen indicar la existencia de una segunda víctima mortal, los investigadores constatan que dos empleados del restaurante se hallan en paradero desconocido. El esclarecimiento del caso se complica dado que la mayor parte de las pruebas del escenario están impregnadas con aceite de cocina. Posteriormente, el doctor Robbins constata que Graham falleció debido a un impacto craneal a alta velocidad.

Langston testifica en el juicio del asesinato de Amber Jones, una bailarina, en el que el principal acusado es el congresista Edward Griffin. Mientras Raymond es interrogado en el estrado por los letrados, Dominic Humphreys, uno de los testigos, se suicida de un disparo en el juzgado. El juez pide a los forenses que encuentren el arma del crimen y que procesen el escenario, al tiempo que ordena que el jurado sea trasladado a otro lugar. Hodges informa a Catherine que las fibras encontradas en el arma con el que Dominic se disparó no corresponden con ninguna de las prendas que llevaba el testigo. Además, Greg confirma que la pistola aparece registrada a nombre de Griffin y que es la misma arma con la que Amber fue asesinada.

El equipo acude a tres escenarios de diferentes crimenes en una misma noche. Aparentemente no están relacionados, pero las pruebas forenses de cada caso revela un vínculo común.

Cuando el CSI va a la escena del crimen en un motel familiar, Nick comienza a relacionar tres asesinatos que se han cometido allí ese año.

Langston y Riley son tomados como rehenes justo antes de un tiroteo en las habitualmente tranquilas calles de Las Vegas.

Un antiguo alumno de Ray es asesinado. La investigación les llevará hasta el mundo de la lucha libre mexicana.

El caso de Nick sobre un paracaidista herido dará un giro cuando Catherine descubra que está relacionado con un caso de doble asesinato.

Hodges acude a una convención de ciencia ficción, fantasía y anime, donde coincide con Wendy Simms, una compañera del C.S.I. Poco después, el grito de una mujer alerta a los forenses de una extraña muerte: la de Jonathan Danson, uno de los protagonistas de la serie de televisión "Astro Quest: Redux". Brass llega al lugar, donde interroga a Melinda Carver, actriz del elenco del nuevo remake de la ficción televisiva. Tras visionar las imágenes de vídeo la noche en la que Jonathan falleció, Greg descubre que el actor estaba furioso al constatar que la nueva secuela no había logrado el respaldo de la audiencia, por lo que sospecha que uno de los espectadores descontentos puede ser el responsable de la muerte de Danson.

Jeremy Kent, un presidiario, explica a los miembros del Tribunal Supremo que hace 18 años el abogado de oficio encargado de su defensa conspiró contra él, por lo que no tuvo un juicio justo. Gracias a su argumentación, Kent, que estudió Derecho durante su encarcelamiento, logra que el tribunal le conceda un nuevo juicio sobre el asesinato de Thomas Harrot en 1991, el primer caso que Catherine investigó en solitario. Acompañada por Nick y Langston, Willows acude a la escena del crimen antes de testificar en el juzgado. Los forenses procesan las pruebas del caso con la tecnología actual descubriendo varias huellas de Jeremy. La investigación da un giro inesperado cuando Catherine y Langston encuentran en el jardín de un inmueble cercano al escenario el arma del crimen: un martillo.

El doctor Robbins recibe en el laboratorio los resultados del informe toxicológico de Brent Kelly, la tercera persona víctima de una extraña enfermedad. El patólogo forense pide a Catherine que acuda al domicilio del fallecido para descubrir la causa del deceso. Cuando la forense llega al lugar, Darla Kelly, la madre de Brent, muerde a Willows falleciendo poco después. Tras conseguir los historiales médicos de ambas víctimas, Nick descubre que Darla sufrió un episodio de gripe días antes de su fallecimiento. Posteriormente, Robbins y Langston constatan que la causa de las tres muertes es una rara modalidad de rabia humana. Dado que en el estado de Nevada no existe tratamiento para dicha patología, Raymond envía urgentemente a Catherine a un hospital especializado de Atlanta.

Un motorista es apuñalado durante una pelea en un bar. Los forenses identifican el cadáver como perteneciente a un agente que trabajaba de incógnito y que se había infiltrado en una banda de motoristas para destapar una red de tráfico de drogas. Los de Langston interrogan a la esposa del fallecido, pero pronto descubren que la mujer tiene un carácter muy inestable y es propensa a darse a la bebida. El caso es que la mujer no sólo es sospechosa del crimen de su marido, sino que en el pasado también mantuvo una relación con Brass, lo que hace que el forense se involucre emocionalmente en el caso.

El C.S.I. acude al lugar en el que yace de Huston Dobbs, un joven que recibió un disparo mortal mientras conducía su coche. Posteriormente, Brass visita un restaurante para informar a la gerente Barbie Audrey de la muerte de Huston, el cocinero del establecimiento. Mientras tanto, Riley, Hodges y Wendy examinan el automóvil de la víctima, donde encuentran restos óseos y sanguíneos, una bala y un llavero con una ficha del casino Hux Club, cerrado hace tiempo. Una huella dactilar hallada en el cinturón de la víctima lleva a los investigadores hasta Wiley Schindler, a quien Brass confisca una caja con valiosas fichas del Hux Club. Posteriormente, Langston se traslada al domicilio de Autrey donde descubre su cadáver y se ve obligado a disparar su arma contra un hombre para repeler un tiroteo.

Una joven estrella muere en un accidente. El equipo descubre que hay más de lo que parece.

El hijo de un conocido asesino es detenido bajo sospecha de asesinato, y el equipo de CSI debe superar sus prejuicios contra los antecedentes naturales del niño a fin de rastrear el verdadero culpable.

El equipo investiga el asesinato de Jason, un informático problemático, que trabaja de apoyo en un casino de nivel bajo, quien atrae a un colega, Paulie, a un peligroso plan para hacer el sueño de un duro trabajo hecho realidad.

Cuando un policía mata a otro oficial, el CSI debe buscar las pruebas para determinar si el tiroteo fue premeditado o un accidente.

Después de que un adorable entrenador de fútbol americano es encontrado muerto y su casa está empapada y salpicada con su sangre, el equipo del CSI busca el asesino, que no encuentra al entrenador Jimmy tan adorable.

Cuando dos crímenes aparentemente diferentes resultan estar vinculados, los CSIs descubren que están entrelazadas parte de la trama.

Tercera y última parte del crossover CSI, en el que el equipo de CSI de Langston ayuda a investigar una red de prostitución que puede haber albergado a un rehén que Langston ha estado buscando en Miami y Nueva York.

Un torneo de bolos se interrumpe cuando una importante pieza de una prueba es descubierta, lo que lleva los CSIs a investigar un asesinato en un callejón de la bolera.

Cuando Nick, Greg y Hodges se llevan a Henry para celebrar su cumpleaños en un bar de moteros, descubren un doble homicidio. Encuentran a varios sospechosos en el bar que pueden ser los asesinos.

Los CSIs deben encontrar la verdad sobre cómo un reciente tiroteo en una tienda de armas puede relacionarse con una joven que pudo haberse suicidado.

Dos secretarias de Arizona de vacaciones intentan robar la cartera a un hombre y su número PIN en una estafa, y terminan muertas en diferentes lugares. Mientras tanto, el equipo de CSI investiga un misterio médico inquietante sobre el vertido de órganos humanos en un refugio de vida silvestre.

Los CSI investigan la desconcertante muerte de un ex jugador de golf profesional cuya lealtad al juego puede haberle costado todo.

El caso de dos estudiantes de secundaria, uno muerto y el otro desaparecido, llevan a los CSI a unas carreras callejeras de coches y a su complicada red de competición mortal.

Cuando un miembro de la banda de Rascal Flatts es electrocutado por su propia guitarra durante un concierto, el equipo de CSI investiga si fue un caso de juego sucio.

Cuando un niño es encontrado asesinado, el equipo del CSI descubre pruebas que puedan vincular su muerte a un viejo caso que recientemente resurgió.

Catherine y el detective Vartann vigilan juntos la habitación de hotel contigua por un caso de drogas durante 24 horas. Mientras tanto, Nick y Langston trabajan en un caso que involucra un fetiche que se ha convertido en un gran negocio en Las Vegas.

El equipo de CSI investiga el brutal asesinato de una familia que les lleva al vecino que vive en la casa de al lado. Podría ser el asesino en serie "Dr. Jekyll".

Cuando Hodges y Wendy llevar a un grupo del instituto CSI Explorer Scouts a un viaje al campo, embellecen su papel en la solución de casos y toman su tarea un poco demasiado lejos.

Cuando un estudiante es descubierto asesinado en la escuela de Lindsey, la investigación toma un giro brusco cuando el CSI descubre una conexión probable entre la muerte del chico y atrocidades del pasado.

Un cómico legendario de los buenos viejos tiempos de Las Vegas se reúne con su compañero en el escenario por una sola noche, hasta que es encontrado muerto la mitad del famoso dúo.

Una madre está de duerlo por la pérdida de su familia. Tres años más tarde se convierte en una sospechosa en una investigación de CSI.

El equipo CSI debe investigar a uno de los suyos cuando Langston es acusado por un antiguo colega de formar parte de los asesinatos del Dr. Jekyll.

Los CSI se aproximan al esquivo Dr. Jekyll, y más de un miembro del equipo no vivrá para ver su captura.

Tras ser hallado desangrándose en la celda de Neat Haskell, un peligroso asesino en serie, Raymond Langston es llevado urgentemente al hospital donde el equipo médico lograr estabilizarle y salvar su vida. Entretanto, Nick acude al funeral del agente Clark para dar el pésame cuando se percata de que la familia del fallecido le considera responsable de su muerte. Mientras se encuentra en su coche, Stokes percibe un ruido sospechoso que parece provenir de una furgoneta cercana. Inesperadamente se produce una fuerte explosión, a la que sigue otra. La familia del finado y los agentes de policía allí reunidos abandonan precipitadamente el lugar mientras el forense intenta advertirles de que no vayan en esa dirección. En ese momento estalla la furgoneta.

La histeria se apodera de los cientos de clientes que acuden a un evento en un hotel cuando un tiburón mata a una mujer en la piscina. Los miembros de C.S.I. acuden al lugar para descubrir cómo el escualo, un tiburón tigre, pudo llegar a la piscina. Los forenses deciden investigar primero a Earnest Boozell, propietario del inmueble, que mantiene una fuerte rivalidad con Danny Macklin, dueño de otro casino. Langston y el doctor Robbins observan un extraño color en el cuerpo de la víctima que indica que la mujer falleció antes de ser atacada por el tiburón. Langston, por su parte, examina el tiburón junto a un veterinario para recabar nuevos datos que le permitan esclarecer el caso.

El hallazgo del cuerpo decapitado de un joven en un bosque parece indicar que se trata de un asesinato ritual. Hodges descubre que la víctima, Michael Wilson, tiene restos de una crema corporal, evidencia que les lleva hasta al hotel en el que estaba alojada la víctima. Los forenses constatan que el joven se encontraba en la ciudad con motivo de la inminente celebración de su boda. Catherine, Langston y Nick se presentan en la capilla donde iba a tener lugar la celebración del enlace para informar a los invitados del fallecimiento de Wilson. Los forenses se sorprenden tras descubrir allí que los reunidos llevan a cabo prácticas vampíricas y que la víctima y su novia Julie tenían previsto contraer matrimonio en la convención anual de vampiros y hombres lobos.

Margot Wilton, un icono del striptease de Las Vegas es apuñalada por un desconocido en el dormitorio de su casa, suceso que investigará el C.S.I. Tras sobrevivir al ataque, la artista descubre que su agresor la estaba vigilando desde hacía tiempo. A pesar de procesar el inmueble pormenorizadamente, los forenses no encuentran ni huellas ni ADN del agresor. Poco después, un destacado miembro de la comunidad es brutalmente atacado de la misma manera que Wilton, falleciendo tras la agresión. El marido de la última víctima revela a los forenses que su esposa fue asaltada con una navaja pocos meses antes y que el agresor le repetía las siguientes palabras: “Sé lo que hiciste, confiesa”.

El equipo de CSI recibe un sorprendente aviso: un insoportable hedor inunda el interior de un inmueble de Las Vegas. Cuando los investigadores llegan al piso de donde sale el olor descubren el cuerpo de una mujer. Se trata de la hija de la dueña de la casa, una mujer que padece Síndrome de Diógenes. Los forenses pronto descubrirán que bajo toneladas de basuras se encuentran varios cadáveres. En su demencia, la anciana había ocultado los crímenes cometidos por su hija, quien, tiempo atrás, descubierta por su madre, fue encarcelada en su propia casa.

El caso de Whitney Kohler y Pam Beck, dos jóvenes desaparecidas hace cinco años, se reabre cuando Phil, el padre de Whitney, aparece asesinado y Carly, la madre de Pam, resulta sospechosa. Carly ha desaparecido, pero los agentes descubren una foto de lo que parecen ser los restos de Whitney en su casa. Tras diversas investigaciones, descubren que Carly está empeñando diversos objetos de valor, entre ellos un reloj propiedad del fallecido. Siguiendo esta pista consiguen dar con Carly, que insiste en que no tiene nada que ver con el asesinato de Phil. Además, la sospechosa declara que tiene en su poder una carta de Henry Holt, el hombre encarcelado por el asesinato de las jóvenes.

Un hombre aparece triturado en el interior de un camión. A través de las pocas pistas halladas en el vehículo, los investigadores llegan hasta una empresa propiedad de Larry LaMotte. El empresario y su jefe de seguridad, Julius Kaplan, declaran que no tienen nada que ver en el asesinato. Sin embargo, durante la investigación se descubre que Kaplan es un antiguo matón de la mafia. Las cosas se complican cuando el propio Julius aparece asesinado a tiros.

El equipo del C.S.I investiga el asesinato de dos hombres que estaban a punto de acusar a una gran corporación de gas y energía de envenenar a toda la población de un pueblo de granjeros cercano a Las Vegas. Los casos de envenenamiento comenzaron cuando la empresa empezó a arrendar tierras de su propiedad a un grupo de granjeros de pocos recursos. Los investigadores también descubren que, antes de morir, los asesinados fueron sobornados por la compañía.

Los CSI intentan esclarecer si la muerte de un hombre que cae de un hotel es asesinato o suicidio. En la ciudad, una anciana cae muerta en su mesa y su marido en la ducha. Los dos únicos testigos del crimen son un gato poco cooperativo y un loro que apela a la quinta enmienda.

Los CSI se disponen a localizar a un pedófilo sospechoso de asesinar a la esposa de un agente del FBI y secuestrar a sus hijos.

Una web muestra la foto de una mujer muerta. Cuando el equipo de C.S.I. comienza a investigar, descubre que se trata de una antigua prostituta que en los últimos años había conseguido trabajar como modelo. Según el testimonio del novio de la fallecida, la noche de su muerte ambos fueron secuestrados por un grupo de hombres que al parecer estaban reviviendo un antiguo juego de rol que consistía en matar prostitutas. Los principales sospechosos del caso aseguran a los forenses que no mataron a la mujer y que le pagaron por hacerle una fotografía en la que se fingiera muerta para poder así ganar el juego y conseguir el viaje a Las Vegas que se habían apostado.

Langston, Greg y David acuden al escenario de un crimen, en el que el cuerpo completamente carbonizado de un hombre yace en el suelo. Todo parece indicar que ha sido sometido a una electrocución en una silla eléctrica, pero cuando lo desnudan para determinar la hora del fallecimiento descubren que sólo tiene quemaduras en la cabeza. Además, cuando el bisturí atraviesa su dermis, el supuesto cadáver reacciona y lo llevan inmediatamente al hospital para intentar salvar su vida. Mientras tanto, en el laboratorio, Greg conoce a una profesora muy interesada en la medicina legal que quiere que sus alumnos hagan un recorrido por las instalaciones del departamento del C.S.I. Prendado por su belleza, reúne el valor suficiente para pedirle el número de teléfono y acuerda una cita con ella esa misma noche. La atracción entre ellos es mutua, pero poco sospecha el investigador que la aparentemente inocente y cándida dama no es, en realidad, quién dice ser. Por otro lado, el equipo de forenses de Las Vegas recibe un aviso para acudir al levantamiento de un cadáver que vuelve a presentar signos de haber sido sometido a una ejecución en una silla eléctrica.

El decano de una escuela para sordos muere en un sospechoso accidente de tráfico provocado por una bomba. La madre de Grissom es profesora en dicho centro y Sara se encontraba en un evento educativo con ella la noche en la que el hombre murió. La forense interroga a una profesora, Julia Holden, y descubre que sólo tenía motivos para matar al hombre, sino que también resulta ser una ex novia de Grissom a la que la madre de éste adora. Julia parece ocultar algo cuando empieza a mentir al equipo sobre el lugar donde se encontraba cuando el accidente tuvo lugar.

Los restos de un cuerpo descuartizado aparecen en varias cajas en una tienda de segunda mano, con lo que los forenses trabajan no sólo para averiguar la identidad de la víctima sino también para descubrir por qué fue asesinada de manera tan brutal. El equipo descubre que el hombre murió asfixiado cuando el asesino le introdujo en la boca los restos calcinados de su esposa muerta, después de atarlo a la cama. Posteriormente, el criminal lo descuartizó e introdujo los restos en cajas que envió a la tienda. Las primeras pruebas apuntan hacia una antigua pareja de la víctima.

Jason McCann se pone en contacto con Nick y le dice que está en peligro. Langston está alterado ante el asesino en serie Nate Haskell. Un artificiero desactiva una bomba en casa de Nick.

El cadáver de un joven es enviado a la sala de autopsias. David está a punto de abrirlo en canal cuando el muerto se levanta y sale de la sala. Los forenses deben investigar cómo un hombre declarado muerto ha vuelto a la vida. Pronto, la historia se repite con otro chico: tras haber sido encontrado muerto en un callejón y enviado a la sala de autopsias, se ha levantado y se ha ido. El equipo encuentra entre las pertenencias del primer chico un bloc de notas de un profesor que fue despedido 20 años antes tras haber sido acusado de la muerte de un estudiante.

El CSI está investigando el asesinato de un ex policía convicto. Durante la investigación, el equipo encuentra en su celda una lista con nombres de varios individuos, que creía que podrían haber sido el verdadero asesino de su mujer.

Una serie de muertes que se tienen lugar la misma noche en la ciudad de Las Vegas mantiene ocupados a los forenses. El fallecimiento accidental de un fanático de los videojuegos en su sofá y el aparente suicidio de un hombre recién divorciado son algunos de los casos que investigan. Pronto empiezan a sospechar de que, en realidad, hay gato encerrado en esta oleada de fallecimientos.

Langston y Sara investigan el extraño caso de Iona, una trabajadora social cuyos fetichismos psicológicos le han llevado a la muerte. Mientras, Nick y Brass intentan encontrar a los responsables del suicidio de una chica de 17 años víctima de "ciber bullying".

Nick y Greg trabajan en un granero lleno de partes humanas descuartizadas, sin nombres ni cabezas para identificarlos. Nate Haskell, un antiguo enemigo de Langston, ha vuelto a actuar jugando a su juego favorito contra la policía de Las Vegas: una partida de ajedrez estructurada en cinco niveles.

Langston se esfuerza todavía más en atrapar a Nate Haskell cuando descubre que éste ha secuestrado a su ex mujer, Gloria.

Después de años de búsqueda y un sinnúmero de asesinatos, Langston se encuentra cara a cara con el asesino en serie Nate Haskell en el interior de la casa donde comenzó su matanza.

Tercera y última parte del crossover CSI, en el que el equipo de CSI de Langston ayuda a investigar una red de prostitución que puede haber albergado a un rehén que Langston ha estado buscando en Miami y Nueva York.

Un antiguo alumno de Ray es asesinado. La investigación les llevará hasta el mundo de la lucha libre mexicana.

Langston testifica en el juicio del asesinato de Amber Jones, una bailarina, en el que el principal acusado es el congresista Edward Griffin. Mientras Raymond es interrogado en el estrado por los letrados, Dominic Humphreys, uno de los testigos, se suicida de un disparo en el juzgado. El juez pide a los forenses que encuentren el arma del crimen y que procesen el escenario, al tiempo que ordena que el jurado sea trasladado a otro lugar. Hodges informa a Catherine que las fibras encontradas en el arma con el que Dominic se disparó no corresponden con ninguna de las prendas que llevaba el testigo. Además, Greg confirma que la pistola aparece registrada a nombre de Griffin y que es la misma arma con la que Amber fue asesinada.

Cuando Bill Ray Hatford, un efectivo del F.B.I., es brutalmente asesinado en el baño de caballeros de una gasolinera, el C.S.I. interroga a los compañeros de la víctima, los agentes Emma Stanley y Miles Bechman, para intentar descubrir la identidad del asesino. Stanley y Bechman explican a Nick y a Riley que estaban llevando a cabo una operación encubierta en la ciudad con el fin de desarticular una importante red de prostitución. Tras constatar que Hatford se encargaba de contactar con las prostitutas y los proxenetas, los forenses reclaman a los agentes federales las grabaciones de los distintos encuentros de la víctima.

Nick y Greg trabajan en un granero lleno de partes humanas descuartizadas, sin nombres ni cabezas para identificarlos. Nate Haskell, un antiguo enemigo de Langston, ha vuelto a actuar jugando a su juego favorito contra la policía de Las Vegas: una partida de ajedrez estructurada en cinco niveles.

El equipo CSI debe investigar a uno de los suyos cuando Langston es acusado por un antiguo colega de formar parte de los asesinatos del Dr. Jekyll.

Langston se esfuerza todavía más en atrapar a Nate Haskell cuando descubre que éste ha secuestrado a su ex mujer, Gloria.

Los CSI se aproximan al esquivo Dr. Jekyll, y más de un miembro del equipo no vivrá para ver su captura.

Después de años de búsqueda y un sinnúmero de asesinatos, Langston se encuentra cara a cara con el asesino en serie Nate Haskell en el interior de la casa donde comenzó su matanza.

El caso de Nick sobre un paracaidista herido dará un giro cuando Catherine descubra que está relacionado con un caso de doble asesinato.