Kurz nachdem im Sphere Hotel eine Frau namens Alice mit durchtrennter Kehle gefunden wurde, entdeckt man ihren Mann, der auf die gleiche Art ums Leben kam. Gil und sein Team finden heraus, dass die Eheleute am Abend zuvor mit einem anderem Paar unterwegs waren. Natürlich fällt der Verdacht sofort auf die zwei, doch zu Gils Entsetzen ist auch dieses Pärchen tot.
Zwei Polizisten werden von einem Haus weggelockt, das sie überwachen sollen. Kurz darauf sind alle Bewohner tot: ermordet. Ein Schuhabdruck auf einer Zeitung führt Gil Grissom und sein Team auf die entscheidende Spur. Der Verdächtige ist Stuart Gardner, ein Gerichtsschreiber und ehemaliger Polizist.
Die Leiche der alten Mrs. Foster wird von Gil Grissom in einem Wandschrank entdeckt. Scheinbar wurde sie dort von Einbrechern eingesperrt und ist dann verhungert. Nick und Sara suchen indessen den Hausbesitzer Kirkwood auf, der einen Einbruch gemeldet hat. Doch plötzlich zieht der Mann seine Aussage zurück.
Las Vegas wird von eine Hitzewelle heimgesucht. Die Einwohner nehmen die Warnungen der Behörden nicht ernst, und kurz darauf wird der kleine Joshua tot im geparkten Wagen seines Vaters gefunden. Währenddessen ermitteln Warrick und Gil in einem Fall, bei dem ein Mann in seinem Fernsehsessel starb. Todesursache: offenbar ein Stromschlag.
Durch einen Mann im Waschbärenkostüm wurde ein schwerer Verkehrsunfall verursacht. Die Autopsie dieses Mannes ergibt, dass er zuerst schwer verletzt und dann überfahren wurde. Bei der Durchsuchung seines Hauses finden Gil und Catherine mehrere lebensgroße Stofftiere, die die beiden zu einer Versammlung der Plüsch- und Pelztierfreunde führt.
Ein Schäferhund hat in einer Kleinstadt einen abgetrennten Kopf aufgespürt. Gil macht sich auf den Weg, um den Fund zu untersuchen und die Ermittlungen aufzunehmen. Kurz darauf entdeckt er die Leiche des Mannes, der bei lebendigem Leib bis zu den Schultern eingegraben wurde.
Warrick hat einen Verfahrensfehler begangen und ohne gerichtliche Anordnung den Wagen eines Verdächtigen untersucht. Die gefundene Mordwaffe wird deshalb nicht als Beweismittel zugelassen. Der mutmaßliche Mörder soll deshalb wieder auf freien Fuß gesetzt werden. Dem CSI-Team bleibt nicht viel Zeit, neue Beweise zu finden.
Das CSI-Team untersucht das Verschwinden des bekannten Models Julie Waters. Eine Spur führt zu dem Fotografen Howard Delhomme, der angeblich von schönen Frauen besessen ist. In der Tat finden Catherine und Greg einen Beweis, der darauf hindeutet, dass Howard am Tag ihres Verschwindens mit Julie zusammen war. Kurz darauf wird auch die Leiche des Models gefunden.
Durch eine Autobombe kommt der Fahrer eines Mietwagens ums Leben. Die Ermittlungen des CSI-Teams ergeben, dass der Anschlag jedoch nicht ihm galt, sondern dem Vormieter Roger Dunbar. Weitere Untersuchungen fördern zutage, dass Dunbar ein Doppelleben führt. War dies der Grund für den Anschlag?
Gil und sein Team sind auf der Suche nach einem Mörder, der sein junges Opfer vermutlich mit einem Hammer getötet hat. Währenddessen ist Nick einem Täter auf der Spur, der eine Frau aus einer Entfernung von mehr als einem halben Kilometer erschossen hat.
Zwölf Geschworene sind dabei, das Urteil in einem Mordprozess zu fällen. Elf plädieren für schuldig, nur Chris Gibbons nicht. Für ihn reichen die Beweise nicht aus. Mit seiner Ansicht, strapaziert er die Nerven der anderen Geschworenen gehörig, denn die würden den Prozess lieber heute als morgen abschließen. Kurz darauf ist Gibbons tot. Das CSI-Team vermutet den Täter unter den anderen Geschworenen, von denen jeder ein Motiv hat.
Gil und sein Team sind auf der Suche nach dem Freund einer ermordeten Krankenschwester. Der ist seit der Tat spurlos verschwunden. Als sie eine weitere Leiche, fachmännisch zerstückelt, finden, vermuten sie den Täter unter Medizinern. Ein verdächtiger Arzt, der ein Verhältnis mit der Krankenschwester hatte, kann jedoch ein einwandfreies Alibi vorweisen.
Ein wertvolles japanisches Schwert wurde gestohlen. Daraufhin werden alle anderen Gegenstände der japanischen Kunstausstellung sicher in einem Safe verwahrt. Doch der ist am nächsten Morgen leergeräumt: bis auf eine Ritterrüstung. Catherine und Warrick geraten indessen bei ihren Ermittlungen in einem Mordfall immer tiefer in die Gothic-Szene.
Bei einem Schusswechsel zwischen Gangstern und Polizisten in einem Supermarkt sterben fünf Menschen, darunter zwei Zivilisten. Einer der beteiligten Beamten erklärt in seiner Aussage, dass es einen weiteren Täter gab. Von dem fehlt allerdings jede Spur. Das CSI-Team stellt mit Hilfe von Puppen und Laserstrahlen die Ereignisse am Tatort nach.
Das Ehepaar Laurel und Mike Trent wurde von einem Einbrecher durch durch Kopfschüsse regelrecht hingerichtet. Bei der Spurensicherung entdeckt Greg im Haus Pornos, auf denen Laura als Darstellerin zu sehen ist. Produziert wurden sie offenbar von ihrem Mann und dem undurchsichtigen Kyle Goode. Der hat für die Tatzeit aber ein wasserdichtes Alibi.
Nach dem Tod des Sozialarbeiters Ed Burnell gilt der drogenabhängige Jamal als Hauptverdächtiger: Er trägt plötzlich die Schuhe des Ermordeten. Das CSI-Team findet kurz darauf noch eine weitere Spur. Die wiederum führt sie zu der drogensüchtigen Mindy, bei der ein blutiges Messer gefunden wird.
Das CSI-Team untersucht den Tod der schwangeren Gefängnisinsassin Antoinette. Da sie in einigen Wochen entlassen werden sollte, schließen die Ermittler Selbstmord aus. Warrick und Gil müssen in der Zwischenzeit herausfinden, was mit einem Glücksspieler passierte, der tot in der Wohnung seines behinderten Bruders gefunden wurde.
Keine Ruhepause für Gil Grissom und sein CSI-Team: Ein brutaler Mord in der Parkgarage eines Casinos, ein polizeiliches Verhör, eine vermisste Frau und eine verweste Leiche halten die Ermittler ganz schön auf Trab.
Bei einem Feuer kam ein Teenager ums Leben. Warrick, Nick und Catherine sollen die genaue Todesursache feststellen. Gil und Sara haben einen weitaus kurioseren Fall aufzuklären: Im Magen eines Toten wurden Buchstaben aus Ziegelstein gefunden. Kurz zuvor hatte der Mann an einem Wortspielwettbewerb teilgenommen.
Gil, Catherine und Nick untersuchen den Tod eines Rennläufers. Währenddessen suchen Sara und Warrick in einem Hotelzimmer nach verdächtigen Spuren: Dort wurde ein Pärchen ermordet aufgefunden. In beiden Fällen bewertet eine Kommission die Vorgehensweise. An dem Wettstreit um den besten Fall nehmen außer dem CSI-Team nur Polizisten teil.
Bei der Entgleisung eines Achterbahn-Wagens sterben sechs Menschen. Das CSI-Team muss nun klären, ob es sich um einen Unfall oder um ein Verbrechen handelt. Währenddessen versuchen Warrick und Catherine, den Mörder eines 13-jährigen Mädchens dingfest zu machen.
Wegen Befangenheit wird Catherine ein Fall entzogen: Ihr angeblicher Vater und Casinobesitzer Sam Braun steht unter Verdacht, etwas mit dem Mord an zwei Falschspielern zu tun zu haben. Grissom und Warrick finden in der Zwischenzeit genug Beweismaterial, um Braun hinter Gitter zu bringen.
Casino-Mitarbeiterin Lindley Parker wird auf ihrem Heimweg von einem Mann schwer misshandelt. Glücklicherweise überlebt sie den Angriff und kann den Täter später auf der Polizeiwache identifizieren. Trotz ihrer belastenden Aussage wird der Täter auf Grund eines negativen DNA-Tests wieder freigelassen. Grissom kann das einfach nicht glauben.