Después de que Gribbs sea disparada, Brass es enviado de nuevo a homicidios. Grissom se convierte en el jefe de la unidad y decide acudir a una colega de San Francisco, Sara Siedel, para ayudarle a investigar el caso, lo que hace enfadar a Catherine, que se cree capaz de resolverlo ella misma. Warrick sigue suspendido. Grissom y Nick se encargan del caso de un hombre que se suicida después de ganar una gran suma de dinero en un casino

El equipo investiga el secuestro del bebé de una acomodada familia. En principio todo indica que los padres pueden estar involucrados en la muerte del bebé. Grissom, por su parte, parece que haberse implicado personalmente en el caso y hará todo lo posible por descubrir la muerte del recién nacido.

El equipo investiga las acciones de un asesino en serie que apenas deja pistas. Cuando el caso parece no tener salida, el sheriff invita al FBI a investigarlo, enfureciendo a Grissom. Para colmo, Sara se ofrece a servir de cebo para atraer al asesino, acción que Grissom no consentirá.

El equipo al completo del CSI investiga una desaparición en la universidad de la ciudad. Una joven ha desaparecido, al parecer,sin dejar rastro alguno. Todas las pistas conducen a los CSIs ante posibles sospechosos: todos ellos tienen un posible móvil, pero nada parece cuadrar. Los acontecimientos llevan al grupo a recurrir a la 'teoría del caos'.

Grissom y su equipo investigan a un sospechoso de asesinato que es sorprendido con las manos en la masa, enterrando a las víctimas. Mientras, Catherine y Warrick se ocupan del caso de una mujer encontrada muerta en la sauna de un hotel. Mientras Grissom, Nick y Sara investigan el claro caso de asesinato, Grissom cuestiona las simplicidad de las pruebas cuando descubre que el sospechoso que enterraba las víctimas es el hermano de un recluso que había cometido un delito grave. Mientras tanto, Catherine y Warrick deben determinar si la muerte de la mujer encontrada en la sauna del hotel se debía a una negligencia, a un acto delictivo o a causas naturales inducidas por el calor.

Grissom y su equipo son llamados par investigar la muerte e una joven que fue encontrada en la habitación de hotel del popular actor Tom Haviland. El actor admite haberse acostado con ella pero dice que no la mató. Grissom piensa que él miente pues encontraron evidencias de sangre. Las cosas se ponen personales cuando el abogado de Haviland contrata al mentor de Grissom, Philip Gerard, para que busque errores en la parte forense del caso. Desafortunadamente par Grissom, Gerard encuentra cantidad de errores que explotar.

Un cómico muere sobre el escenario en medio de uno de sus monólogos. Grissom, Catherine y Brass acuden a la escena. Allí, mientras detienen a una sospechosa, Brass reconoce una cara familiar, la de un viudo que hacía un par de semanas había sido investigado por la muerte de su esposa. Ahora anda demasiado fresco y algo no le cuadra al capitán de policía.

Tras el encuentro de dos parejas en un bar, los dos miembros de una de ellas son asesinados. Grissom y su equipo sospechan entonces de la existencia de un par de asesinos en serie. Pero todo esto se ve truncado cuando los sospechosos principales son asesinados.

Un coche que descarrila en mitad de la noche y acaba chocando con un camión es sólo el comienzo de un desconcertante caso relacionado con la muerte de un mapache de metro ochenta y con la Convención de Afelpados y Peluches que esos días tiene lugar en Las Vegas. Grissom y Catherine son los encargados de esclarecer los hechos de este caso. En el otro, Sara y Nick investigan la muerte por disparo de un dependiente en la cámara refrigerante de su local.

La llamada a emergencias de un potencial suicida que dice saber dónde se encuentra el cuerpo de una modelo desaparecida hace seis mese pone en alerta a la policía. Se trata de un fotógrafo profesional con el que la desaparecida pasó las últimas horas de su vida. Será trabajo del CSI averiguar si está dónde él dice y qué grado de conexión tiene con el crimen.

Los CSI son llamados para investigar el aparente secuestro de una niña de doce años ocurrido en el aparcamiento de una tienda mientras su hermana mayor compraba en el interior. El caso afecta familiarmente a Catherine tras enterarse que su hija Lindsey ha sido detenida cuando se encontraba haciendo auto-stop.

Una madre alerta de la desaparición de su hijo mientras jugaba en un parque, las primeras pesquisas apuntan a que un hombre con gorra azul pudo habérselo llevado. Lo que en principio se presenta como un caso de desaparición se complica cuando el niño aparece con otros padres que aseguran que es suyo.

Un meticuloso asesino que acaba de matar a sangre fría es embestido por un coche cuando abandonaba la escena del crimen en su vehículo. La causante de este accidente intenta dar parte a la policía y él no puede más que matarla para que no le delate.

El C.S.I abre una nueva investigación cuando durante la celebración de una boda muere la madre del novio, una conocida abogada involucrada en un controvertido caso. Poco después, Nick llega al escenario conduciendo su propio coche, en el que guarda las distintas pruebas encontradas. Tras procesar la escena, Nick, Greg y Jorja deciden ir a tomar algo. Mientras los forenses cenan, un desconocido roba el automóvil de Stokes arrojando las evidencias a un contenedor de basura. La autopsia practicada al cadáver descubre una sustancia de color melocotón bajo las uñas, marcas de ligaduras en los tobillos y un trauma severo en la cabeza de la víctima. Posteriormente, el doctor Robbins confirma la causa de la muerte: perforación del cráneo producida por una fina flecha. Mientras visiona el video de la boda, Catherine descubre a un individuo vestido de forma inapropiada merodeando la zona. El hombre resulta ser el padre del novio, a quien la víctima le había prohibido acudir al evento familiar. Greg, por su parte, está convencido de que las damas de honor drogaron a la madrina para evitar sus rudos comentarios durante la celebración y que la víctima cayó sobre la flecha de la estatua de Cupido de la suite nupcial. Posteriormente, Jorja y Greg examinan el coche de los novios, donde encuentran una bolsa de snowboard con dos toallas ensangrentadas. Según revela el departamento de ADN, la sangre de las toallas coincide con la de la víctima.

La Policía de Las Vegas busca a dos niños desaparecidos. El primer sospechoso resulta ser un pederasta cuya casa ha sido parcialmente quemada por, según dice él, sus vecinos al conocer la desaparición de los chicos.

Tras haber realizado una broma sobre el aborto durante su espectáculo, el cómico Greg Fitzsimmons se sube a su automóvil para trasladarse a otro punto de la ciudad. Repentinamente, el hombre descubre dentro del coche una pequeña caja que contiene el cuerpo sin vida de una niña. Tras examinar el paquete, Grissom halla varios cabellos en la tapa de la caja. Alterada por el infanticidio, Catherine protagoniza un abrupto desencuentro con Hodges a raíz de la implicación personal de la forense en el asesinato de la pequeña. Mientras Nick y Warrick acuden al escenario, Hodges encuentra varias raíces oscuras en el pelo de la víctima y Wendy determina que le tiñeron el cabello hace tres días. Sumamente interesado en el caso, el jefe del C.S.I. descubre que la propietaria de la caja es una mujer que recientemente compró una aspiradora. Posteriormente, Brass y Willows interrogan a la sospechosa y a su novio, Dean James, que asegura a los investigadores que él únicamente se deshizo del embalaje. Tras introducir en el CODIS los datos de los cabellos hallados en la caja, Wendy descubre que Dean James es en realidad Leo Finley, un hombre con un largo pasado criminal. Mientras tanto, Warrick investiga recientes casos de niños desaparecidos para lograr identificar a la pequeña. El caso da un giro inesperado cuando tras ver las noticias del asesinato de la pequeña en los informativos, Boyd, un ex-convicto, afirma que la víctima es su propia hija.

Tras la muerte de Warrick, el C.S.I. regresa al trabajo para investigar la extraña muerte de Sprig Greniger, una ex-empleada de una entidad bancaria, tras caer del balcón de un edificio y estrellarse contra el techo de un autobús. Los forenses recaban evidencias en el escenario, al tiempo que revisan las cintas de las cámaras de seguridad del banco. Mientras visionan las imágenes de vídeo, Catherine y Nick descubren que un hombre con barba se acerca al mostrador en el que se encuentra Sprig y le pide que cambie billetes de 50 por otros de 100 dólares. Posteriormente, el C.S.I. solicita la ayuda de un hipnotizador forense para que hipnotice a otro de los empleados del banco que fue despedido y les facilite información clave que les permita identificar al misterioso delincuente.

Unos ciudadanos coreanos, un hombre y una mujer, fallecen tras ser tiroteados en la calle durante la celebración de una fiesta en Koreatown. A falta de testigos y de colaboración ciudadana, el C.S.I. centra sus esfuerzos en el examen de las evidencias encontradas en el escenario del doble crimen, entre las que figuran unas gafas de payaso con una huella dactilar de un niño. El varón fallecido es identificado como Sung Bang, mientras que la mujer, llamada Kora Sil, es una prostituta afectada por el VIH.

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.

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

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 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".

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 equipo investiga la aparición de un cuerpo sin identificar durante unas lluvias torrenciales en Las Vegas.

Russell is cogido como rehén después de que un joven abra fuego en la comisaría de policía.

Sara y Greg son puestos en cuarentena después de acceder a una escena de un crimen que estaba contaminada con un patógeno mortal.