À Las Vegas, un groupe d'experts scientifiques de la police recueille des indices sur les scènes de crime pour résoudre des enquêtes complexes. Un temps conduite par Gil Grissom, un entomologiste qui garde toujours son sang-froid, l'équipe enchaîne les affaires délicates : meurtres sanglants, viols, disparitions, leur taux d'efficacité est impressionnant. D.B. Russell, qui prend la suite des opérations après le départ de Gil Grissom et l'intérim de Raymond Langston, tente de maintenir la réputation d'excellence du service.
De nombreux passagers périssent dans un tragique accident de bus, non loin de Las Vegas. Alors que les pompiers interviennent aussitôt pour porter secours aux blessés, les détectives enquêtent tout de suite sur les circonstances du drame. Ils découvrent bientôt que le véhicule a été saboté. Les soupçons se portent sur un voyageur, ex-détenu.