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.
Une femme est retrouvée morte dans les coulisses du nouveau spectacle du Cirque du Soleil. La victime est inconnue des membres de la troupe d'acrobates. La même nuit, un homme se suicide lors d'une fête donnée par Sam, le père de Catherine, pour célébrer la construction de son nouveau casino. Des indices laissent penser à Brass qu'il s'agit d'un meurtre.