Bei dem Giftgas-Anschlag auf das CSI-Labor kommt Jesse Cardoza ums Leben. Schnell steht fest, dass Starling dahinterstecken muss, nur ist unklar, wie er es getan hat. Als die Ermittler zu Melissa Walls, einer früheren Mitarbeiterin von Starling, fahren, finden sie diese an einen Stuhl gefesselt vor. Auf ihren Kopf ist ein Gewehr gerichtet, das losgegangen wäre, hätte Horatio die Tür zu Melissas Apartment geöffnet. Durch die Seriennummer an der Waffe kann der Halter ermittelt werden, es ist der Hausmeister der Uni-Garwood, der laut Melissas Aussage Starling verehrt. Doch Calleigh stellt schnell fest, dass die Patrone, mit der Melissa anscheinend hingerichtet werden sollte, manipuliert ist; statt einer Treibladung befindet sich in ihr nur Sand. Melissa verliert die Nerven und führt die Ermittler zu Starling...
Horatio und sein CSI-Team müssen dem populärsten Club Miamis einen Besuch abstatten, um den Mord an einem sogenannten "Bottle-Girl" aufzuklären.
Ein blinder Mann ist der einzige Zeugen der Entführung der 17-jährigen Lindsay. Doch die Behinderung des Zeugen erweist sich für die Ermittler als Glücksfall, da er das CSI-Team aufgrund seiner übrigen geschärften Sinneswahrnehmung schließlich zu einem allseits bekannten Verbrecher führen kann.
Bei einem Gefängnisausbruch entkommt auch der Mörder von Horatios Ehefrau Marisol. Bei seiner Flucht bringt er anscheinend wahllos weitere Frauen um. Das Team um Horatio setzt alles daran, die Motive für Memmos Flucht und seine Bluttaten zu ergründen.
Jason Kreeger bekundet Mühe, zwischen der Realität und seinen Träumen zu unterscheiden. Diese führen Horatios Leute allerdings tatsächlich auf die Spur des Toten. In einem weiteren Traum sieht Jason sich auf einem Pier stehen und eine Kiste mit Leichenteilen ins Wasser werfen, ein dritter leitet die Tatortspezialisten zu den verkohlten Händen des Mordopfers. Haben es die Ermittler mit einem geisteskranken Killer zu tun, der die Verantwortung für seine Tat nicht übernehmen will?
Courtney, Star einer Reality-Show, wird während der Premierenfeier in Miami ermordet. Offensichtlich ist ihr mit einem spitzen, scharfen Gegenstand so heftig ins Ohr gestochen worden, dass auch ihr Gehirn verletzt wurde. Courtney schafft es noch auf die Bühne zu wanken, von der sie vor den Augen ihres Publikums fällt und stirbt. Die Suche nach der Mordwaffe stellt sich als unerwartet schwierig heraus, dagegen stoßen die Ermittler auf eine Fülle von Motiven bei den Mitwirkenden der Show. Jeder hätte Grund gehabt, Courtney zu ermorden. Erst Walter hat den Geistesblitz, dass Courtney mit der Spitze einer Eis-Statue erstochen wurde, die anschließend geschmolzen ist. Und tatsächlich finden sich im Schmelzwasser Partikel, die das CSI-Team zum Mörder führen können.
Auf Brad, einen illegalen Buchmacher, wird beim Angeln geschossen. Obwohl auf den Mann ein wahrer Kugelhagel niedergeht, bleibt er unverletzt. Das Merkwürdige daran ist die Munition, die keinerlei Riefungen aufweist. Walter findet die dazugehörige Waffe, und mit Hilfe einer DNS-Spur wird auch der Schütze gefunden: Es handelt sich um Dario, ein Gang-Mitglied. Brad wird in Schutzgewahrsam genommen, ist aber auch im Gebäude des CSI nicht sicher. Von der gegenüberliegenden Station Brickell werden Schüsse auf ihn abgefeuert. Auch diesmal sind an den Projektilen keine Riefungen zu erkennen. Bei der Durchsuchung des Bahnhofs finden die Ermittler die Überreste eines selbstgebauten Gewehres. Shane, der schon als Zeuge beim ersten Anschlag auf Brad in Erscheinung trat, hat Verbrennungen an den Unterarmen, die Horatio als von der selbstgebastelten Waffe verursacht, identifiziert. Frank findet heraus, dass das einzige Verbindungsglied zwischen Dario und Shane der Bewährungshelfer Neil ist. Und tatsächlich scheint Neil gute Motive zu haben, dem Buchmacher den Tod zu wünschen.
Die hochschwangere Heather wird zusammengeschlagen von einem Jogger am Straßenrand gefunden. Im Krankenhaus kämpfen die Ärzte um ihr Überleben und das ihres ungeborenen Mädchens. Über ihr Handy finden die Ermittler ihre letzte Verabredung raus. Sie hatte sich mit ihrer Freundin Marcie in einem Cafe getroffen und dort fürchterlich mit ihr gestritten. Marcie gibt zu, dass sie zwar auf Heathers zukünftige Mutterfreuden neidisch ist, scheidet aber als Täterin aus. Walter und Natalia verfolgen die Blutspur, die Heather hinterlassen hat, und finden heraus, dass Heather mit ihrem Auto an einer Ampel gestanden haben muss, als ihr jemand auffuhr. Der gestohlene Mercedes kann mit Ruben, einem der Täter, gestoppt werden. Horatio nimmt Ruben in die Zange, und dieser verrät, dass das Auto in eine Ausschlacht-Werkstatt gebracht werden sollte. Zufälligerweise arbeitet in dieser Werkstatt Josh, der Stiefsohn von Heather. Bei ihm finden die Ermittler Observierungsfotos von Heather. Josh gibt zwar zu, seiner Stiefmutter den Lack zerkratzt zu haben, streitet die eigentliche Tat aber ab. Durch einen winzigen Fehler auf den Observationsfotos, die denselben Fehler aufweisen wie Fotos, die man in dem Restaurant gefunden hat, in dem sich Marcie und Heather trafen, stößt das CSI auf Vicki, eine Fotografin. Die gibt den Aufenthaltsort eines Manns namens Sam preis, der Heather zusammengeschlagen hat. Doch das Rätsel, warum die schwangere Heath zusammengeschlagen wurde, ist damit nicht gelöst.
Bei der Explosion in einer Zuckerraffinerie finden die Ermittler den toten Arbeiter Eduardo Santos. Da die Leiche Eduardos quasi eine Zuckerglasur aufweist, kann sein Tod nicht mit rechten Dingen vonstatten gegangen sein. Seine Verlobte Nina übergibt den Ermittlern eine alte Krankenhausakte Eduardos, aus der hervorgeht, dass Roger, der Besitzer der Raffinerie, Eduardos Vater sein muss. In den Fokus der Ermittler gerät nun Christie, Rogers Tochter, die plötzlich vom Tod eines Miterben profitiert. Eric findet einen merkwürdigen Abdruck im Trichter des Silos, in dem Eduardo gestorben ist. Über diesen Abdruck stoßen die Ermittler auf Luis, den Vorarbeiter der Raffinerie, der aus Frust darüber, dass Mr. Cavanaugh seinen Sohn anstelle von Eduardos abschieben ließ, mit Eduardo in Streit geraten ist und diesen unabsichtlich in den Trichter geschubst hat. Doch bevor Luis festgenommen werden kann, flüchtet er und stellt - bewaffnet mit einer Pistole - Roger zur Rede.
Matthew Shaw wird in seinem Pool von einem Alligator tödlich verletzt. Da sich auf dem Weg zum Pool Blutspuren und Rindfleischfetzen finden, liegt der Verdacht nahe, dass der Alligator in den Pool gelockt wurde, um Matthew zu töten. Matthew war ein reicher Internetunternehmer, der mit Hilfe der exklusiven Partnervermittlung von Tandy eine Frau fürs Leben finden wollte. Das hat auch geklappt, er hat sich in Kate verliebt, doch diese hat zur Agentur von Paul gewechselt, um dort ihre weiblichen Reize bestmöglich versilbern zu können. Ryan, der sich in Pauls illegalem Bordell einschleust, wird dort enttarnt und muss seinen Einsatz fast mit dem Leben bezahlen. Trotzdem kann Paul der Mord an Matthew nicht nachgewiesen werden. Anhand des Bewerbungsvideos von Matthew bei Tandy finden die Ermittler heraus, dass diese den Sicherheitscode von Matthews Gartentor kannte und den Alligator in den Pool gelockt haben könnte.
An einer wenig befahrenen Straße werden Marvin Hill und Rebecca West erschossen aufgefunden. Rebecca West saß in ihrem Auto und ist - während sie starb - gegen einen Hydranten gerast, der daraufhin den gesamten Tatort unter Wasser gesetzt hat. Das hervorsprudelnde Wasser spült fast sämtliche Spuren fort. Doch Ryan sieht in letzter Sekunde, wie die Tatwaffe, eine Pistole, in den Gulli rutscht. Dr. Loman stellt fest, dass beide Personen mit einem einzigen Schuss getötet wurden. Marvin erlitt einen Kopfschuss aus nächster Nähe. Die Kugel durchschlug sein Gehirn, wurde durch den Schädelknochen abgelenkt und trat durch die Einschusswunde wieder raus und hat auch noch Rebecca West getötet. Marvin hat offensichtlich exzessiv gechattet und sich im Internet als neunzehnjähriger Marine ausgegeben. Über das Internet führte er eine Beziehung mit "AshleyXhotee". Es stellt sich heraus, dass diese Ashley ein neunzehnjähriges Mädchen ist, das aber gar nicht mit Marvin gechattet hat. Es war ihre Mutter, Diana, die sich ebenfalls als junges Mädchen ausgab. Plötzlich nimmt der Fall eine überraschende Wendung.
Nach einer Schlägerei unter den Teilnehmerinnen eines Rollerderby-Wettbewerbs wird Connie Briggs, Superstar der Szene, tot im Umkleideraum aufgefunden. Bei der Obduktion der Leiche stellt sich heraus, dass Connie durch einen tödlichen Schlag auf den Rücken ums Leben gekommen ist. Gleichzeitig deuten zahlreiche Narben und ältere Verletzungen auf ihrem Körper darauf hin, dass sie regelmäßig physischer Gewalt ausgesetzt war. Aufgrund einer Vielzahl Tatverdächtiger erweist sich die Suche nach dem Täter jedoch als äußerst schwierig.
Während einer Pressekonferenz anlässlich einer Drogenrazzia wird Staatsanwalt Nicholas Chandler aus einem Auto heraus erschossen. Einer der beiden Fahrzeuginsassen wird von der Polizei niedergestreckt, dem zweiten gelingt die Flucht. Der gesuchte Mittäter kann jedoch schnell gefasst werden: Felix Medina, Mitglied der berüchtigten Gang Mala Noche', gibt zu, im Auftrag der Bande am Mordkomplott beteiligt gewesen zu sein. Zudem stellt sich heraus, dass Memmo Fierro, der flüchtige Mörder von Horatios Ehefrau, ebenfalls in den Fall verwickelt zu sein scheint.
Im Stadion von Miami wird die 17-jährige Blaire Hawkins an einen Pfeiler gefesselt und gesteinigt aufgefunden. Schnell stellt sich heraus, dass es Verdächtige im Übermaß gibt. Blaire war zwar die Schönste der Schule, aber ein ausgesprochen gemeines Miststück, und hat viele ihrer Mitschüler gemobbt und schikaniert. Bei der Leiche wird das Fragment einer CD gefunden, das Hinweise auf Nate, einen Mitschüler, liefert. Nate gibt zwar zu, dass er Blaire am liebsten umgebracht hätte, allerdings hat er es vorgezogen, seine Aggressionen gegen sich selbst zu richten und einen Selbstmordversuch unternommen. Als weiterer Verdächtiger gerät Schuldirektor Lieber in das Blickfeld der Ermittler. Auf Blaires Handy finden sich sexuell anrüchige SMS, die von Lieber stammen. Lieber streitet das ab und gibt zu Protokoll, dass er um das schlimme Treiben von Blaire wusste und ihr das Handwerk legen wollte. Blaire hätte daraufhin die SMS manipuliert, um etwas gegen ihn in der Hand zu haben. Am schlimmsten hat Blaire ihrer Mitschülerin Megan mitgespielt, die sie dazu gebracht hat, ihrer Jungfräulichkeit auf einer Party an gleich drei Footballspielern zu verlieren, um sie dann anschließend von der Party zu werfen. Megan suchte daraufhin bei Nate Hilfe...
Das Team um Horatio Caine jagt einen Serienkiller, der junge Frauen entführt und mit ihrem eigenen BH erdrosselt. Die Spuren an den verschiedenen Tatorten führen die Ermittler zunächst auf die falsche Fährte, von der eine Natalia beinahe das Leben kostet.
In den Tiefen der Everglades suchen reiche Einwohner von Miami einen neuen Nervenkitzel - die Menschenjagd. Einwanderer aus Haiti und Kuba werden unter dem Versprechen, hier die Freiheit und finanziellen Wohlstand zu finden, nach Amerika gelockt und dort von Wesley Habeck in Verliesen festgehalten, bis sich neue Kunden auf die Jagd nach menschlichem Wild machen wollen. Horatio findet den toten, mit einem Jagdpfeil an den Baum genagelten Enrique. Über ihm gebeugt steht Jean, der ihm gerade ein Medaillon abnehmen will. Horatio kann Jean festnehmen, bekommt aber nichts aus ihm raus, da dieser offensichtlich Angst um seinen Bruder Henri hat, der noch von den Menschenjägern gefangen gehalten wird. Der tödliche Pfeil stellt sich als kleines Wunderwerk heraus und führt die Ermittler zu Wesley, der seine Verwicklung in die Tat allerdings abstreitet. Allerdings hat er den Pfeil an Steve, einem Börsenmakler, verkauft. Auch dieser streitet die Tat ab. Erst als Natalia am Hochsitz, von dem der tödliche Schuss abgefeuert worden ist, einen Blutegel findet, kann Horatios Team den Mörder überführen.
Der bei sämtlichen Frauen auf seiner Lieferliste beliebte Kurier-Fahrer Doug Govoli wird in seinem eigenen Liefertruck brutal niedergemetzelt. Schnell fällt der Verdacht auf Marcos Trejo, der zugibt, mit Doug einen Streit gehabt zu haben, da dieser auch seine Freundin angebaggert hat. Speichel an der Kleidung von Doug führt die Ermittler zu dem 16-jährigen Travis Welks. Doch der Junkie schluckt bei seiner Festnahme ein Heroin-Päckchen und fällt daraufhin ins Koma. Die Ermittler tappen noch im Dunkeln, als ein weiterer Mord geschieht. Sheila Holland, eine Hausfrau, die nebenbei Puppen importiert, wird unter einer ausfahrbaren Tribüne zerquetscht. Da Sheila vorher den Spuren nach vor jemandem geflüchtet ist, scheidet ein Unfall aus. Bei der Durchsuchung der Firma von Mrs. Holland stoßen die Ermittler auf Sean, der gerade Puppen umpackt. Horatio stellt sofort fest, dass einige der Puppen nicht aus Kunststoff sondern aus Heroin bestehen. Sheila war also im Drogenhandel tätig, fragt sich nur, für wen? Frank, der die Lieferroute des Fahrers Doug überprüft, stößt in einer leerstehenden Fabrikhalle auf ein Drogenlabor und findet auf einem PC Hinweise, die Horatios Team zum Lieferanten des Heroins führen. Es ist Marcos Trejo. Trejo gibt zwar die Drogenlieferungen zu, bestreitet aber, die beiden Morde begangen zu haben. Erst der blutige Abdruck eines Ohres führt die Ermittler auf die Spur des wahren Mörders.
Cara Landry, eine College Studentin, ist ermordet aufgefunden worden. Die Ermittler vermuten, dass der entflohene Sträfling, Patrick Clarkson, dahinter steckt, da der Mord dieselbe Handschrift aufweist wie ein Mord vier Jahre zuvor, für den Patrick lebenslänglich ins Gefängnis gegangen ist. Da Clarkson seine Opfer über Barter Party, ein Internetportal für Kleinanzeigen, gefunden hat, warnt Natalia Studenten der Universität in einer Vorlesung, all zu leichtsinnig mit dem Internet umzugehen. Auf dem Rückweg wird sie von Clarkson entführt. Doch Clarkson beteuert seine Unschuld und beschwört Natalie, alles zu tun, damit sein Fall wieder aufgenommen wird. Es gelingt Natalia, sich von ihren Fesseln zu befreien, und zu flüchten. Als Natalia Clarksons Frau aufsucht, um diese vor ihm zu warnen, sieht sie einen Baseballhandschuh, den ihr gemeinsamer Sohn zum gestrigen Geburtstag geschenkt bekommen hat. Clarkson hat Natalia gegenüber erwähnt, dass er das beobachtet hat, und hat damit zu der Tatzeit also ein Alibi. Natalia beginnt, an Clarksons Schuld zu zweifeln. Bei näherer Betrachtung scheint hingegen die Glaubwürdigkeit des Belastungszeugen, Greg Calomar, der Patrick Clarkson angeblich kurz vor der Tat gesehen hat, äußerst zweifelhaft. Calomar entpuppt sich als ehemaliger Frauenarzt, der seine Approbation aufgrund eines Fehlverhaltens verloren hat, und jetzt als medizinischer Anbieter für ein Gleitgel tätig ist. Doch genau dieses Gel spielt bei beiden Morden eine Rolle ....
Der Vorletzte der fünf vor einiger Zeit entflohenen Strafgefangenen, Dante Kroll, hat es auf Logan Shepherd, seinem ärgsten Kampfrivalen in Marshallarts abgesehen. Logan hat Dante damals mit seiner Zeugenaussage ins Gefängnis gebracht. Das Team ist auf Krolls Spur, als dieser einen Wachmann der Arena, in der Logan seinen nächsten Kampf um die Meisterschaft austrägt, tot schlägt und dessen Uniform, die Waffe und den Ausweis stiehlt. Logan lehnt es ab, den Kampf wegen Dante abzusagen. Die CSI-Ermittler sehen sich deshalb gezwungen, den Kampf zu überwachen und in der Arena Ausschau nach Kroll zu halten, um Logan zu schützen. In der Zwischenzeit finden Molly und Ryan Dantes Versteck und einen verblassten Plan, der die Grundrisse der Arena zeigt. Horatio erkennt, dass Dante es auf die Einnahmen der Arena abgesehen hat, und Logans Kampf nur als Ablenkung dienen soll. Logan geht auch prompt in der dritten Runde K.o., und wird mit einem Krankenwagen aus der Arena gebracht. In diesem Krankenwagen hat Kroll das Geld gebunkert und kann so mit Logans Hilfe flüchten. Doch Horatio kann nicht glauben, dass er von Logan so einfach getäuscht wurde ...
Im Pool der Dade University wird die Kunststudentin Corinne von ihrer Freundin Monica tot aufgefunden. Monica Dow, ihre Zimmerkameradin, ist eine begnadete Malerin, die kurz vor der Eröffnung ihrer ersten großen Ausstellung steht. Die dritte Zimmerkameradin, Alexis Taymor, ist nicht aufzufinden. Nach einem Lügendetektortest, dem Monica unterzogen wird, hegen die Ermittler erste Zweifel an Monicas Unschuld. Horatio erkennt, dass Monica eine gespaltene Persönlichkeit ist. Ihre angebliche Zimmerkameradin, Alexis Taymor, ist ihr zweites Ich, und ihre eigentliche Identität, denn Monica Dow ist von William, ihrem Kunst-Professor, nur erfunden worden, um sich deren unglaubliches Talent zu sichern. Doch wer hatte ein Interesses daran, die Zimmergenossin der schizophrenen Künstlerin zu töten?
Neal, ein unscheinbarer Buchhalter, wird in einer angesagten Single-Bar in eine Schlägerei verwickelt. Er wollte die Kellnerin Olive vor einem unfreundlichen Gast beschützen. Neal ist dem Widerling zwar körperlich unterlegen, trotzdem wird er kurze Zeit nach dem Kampf mit der Leiche seines Angreifers auf der Toilette gesehen. Doch als Horatio und sein Team am Tatort eintreffen, sind sowohl Neal als auch die Leiche verschwunden. Schon bald zweifeln die CSI'ler, ob es sich bei dem bisher unbescholtenen Ehemann und Vater zweier Kinder wirklich um einen flüchtigen Mörder handelt. Und auch die Ermittlungen nehmen einen mysteriösen Verlauf: Eric kann Neal in der Wohnung der Kellnerin aufstöbern, doch als er die beiden verhaftet, gelingt dem Pärchen nach einem seltsamen Fahrstuhlabsturz die Flucht. Die Leiche aus der Bar, die Horatios Leute in Neals Auto finden, ist schon seit mehreren Tagen tot und kann somit nicht Neals Sparingspartner aus der Bar sein. Als schließlich die Kellnerin Olive, die für sich und Neal ein luxuriöses Hotelzimmer angemietet hat, ermordet aufgefunden wird, scheint für die Polizei der Fall klar: Sie haben es mit einem durchgedrehten Serienmörder zu tun ...
Dramatisches Finale der 9. Staffel von CSI: Miami: Nachdem Frank und Horatio Jack Toller, den wohl gefährlichsten der ausgebrochenen Flüchtlinge, geschnappt haben, gelingt diesem erneut die Flucht. Doch während Toller alles daran setzt vor Horatio und seinen Leuten zu flüchten, sorgt ein ehemaliger Zellengenosse von ihm, dass das Leben von Horatio und Natalie ernsthaft in Gefahr gerät.