フィンは罠と知りつつクレンショーに付いて行く。エクリーは危篤状態で病院へ搬送され、モーガンは気が気ではない。一方、ケイティが誘拐されたラッセルの家では、警察官の犯行を疑わせる証拠が発見され、ベッドの上には「カルマ」と書かれたカードが置かれていた。これは以前エクリーがマッキーンに告げた言葉だ。この非常時を切り抜けるにはニックの力が必要だが、サラが繰り返し電話してもニックは応答せず……。

行きつけのダイナーへ食事をしに来たニック、サラ、グレッグは店内に一歩足を踏み入れて驚愕する。そこには8名の射殺体があった。犠牲になったのは兄ヴィンセントと共同でダイナーを経営するオーウェン、ウエートレスのイーディ、常連客4名といちげんの客2名。イーディは半年前からストーカーに悩まされており、その日もストーカーが店の前に長時間立っているのが目撃されていた。ブラスは早速その男を緊急手配するが……。

レイブ会場で男が発砲。ひとりの少女が殺害される。少女の手足には拘束具の痕が残っており長年にわたり虐待、監禁されていたと考えられた。目撃証言から彼女に連れの少女が居たことが分かるが、現場には姿がなかった。レイブに参加していた医師のアマンダが、怯えている少女を連れ帰り病院の地下にかくまっていたのだ。やはりその少女の手足にも拘束具の痕が。全身に虐待の痕があり、さらに彼女の舌は切断されていた……。

砂漠の真ん中でグランドピアノに遺棄された女性の刺殺体が発見される。ピアノの内部と鍵盤上には多数の黒い削りかすのような物と白っぽい薄片が落ちていた。製造番号からこのピアノは1966年製で当初の購入者がリド・ライトと判明。シナトラのライブで演奏していたピアニストで、マフィアに射殺されたと言い伝えられる伝説の男だ。捜査を進めるうちにCSIは1960年代、すなわち黄金時代のベガスへといざなわれていく……。

警察犬係ネルソンがハロウィーンの夜、怪しげな界隈の路地裏で喉をかみ切られ死んでいるのが発見される。そばでは彼の相棒の警察犬がうなり声を上げていた。警官が犬に食い殺されるというハロウィーンの陰惨な事件なのか？　ネルソンは麻薬を所持しており多額の現金も持っていた。彼が汚職警官である可能性も出てきて謎は深まる。ほえ続ける犬をニックがなんとか取り押さえると、歯の間に肉片が。やはりこの犬が殺人犬なのか……？

バスケの練習中、コーチにプレーを激しく叱責されたチャーリー。チームメートが止めてくれなければコーチにつかみかかっていただろう。その翌朝、コーチの撲殺死体が発見された。チャーリーはその知らせを聞くが、前日コーチと対立したことを話さなかった。それが後に疑惑を呼んでしまう。チャーリーは、寄宿舎の部屋に泊まった恋人のヴァネッサにアリバイを証明してもらうが、彼女の登場にラッセル夫妻は戸惑いを覚える……。

殉死したウォリック・ブラウンの墓の前でレンケン牧師の射殺体が見つかる。近くにはウォリックの元妻ティーナと息子のイーライが住んでおり、4年ぶりに彼女を訪ねたサラはその荒れた暮らしぶりにショックを受ける。ティーナの家には牧師が死ぬ直前に訪れた痕跡があり、さらに薬物中毒の男の影もうかがえた。そしてその男もまた自宅アパートで死体となって発見され、現場にはウォリックの指紋が付いた鑑識用の懐中電灯が……！

砂漠に埋められていた女性たちの遺体。その8名のうちのひとりが身に着けていたペンダントを見てフィンは衝撃を受ける。2年前、シアトルで行方不明になったジャネットのペンダントと同じ物なのだ。この遺体はジャネットなのか？　だとしたらなぜネバダの砂漠に埋められていたのか？　彼女を殺害したと思われる被疑者クーリーのDNAを違法に入手してフィンは解雇された。その雪辱を果たすべくフィンはシアトルへ飛ぶ……。

繁華街のパトロールで逮捕された売春婦チャスティティ。彼女が持っていた指輪に刻印があった。それはなんとブラスが元妻に贈った指輪だった。彼女はどうやって指輪を手に入れたのか？　その夜は満月で街はいつにも増して騒がしく、麻薬売人、暴行した女装男などが逮捕されていた。そしてさらには車の中で射殺された男が見つかる。殺人の捜査を進めるうちに、それぞれの事件が複雑に絡み合っていることが明らかになっていく……。

ベガスを飛び立ったチャーター便が緊急事態を告げて引き返すが、ストリップ通り近くの公園に墜落する。CSIチームはNTSBの捜査官ダグとともに捜査を進める。コックピットから1名、客室から3名の遺体が見つかるが損傷がひどく、乗客名簿もないため身元は分からない。機内から銃が見つかりハイジャックが疑われたが、やがて離陸前にドアが外側から細工されていたために気圧の変化に耐え切れず吹っ飛んだことが分かってくる。

ニュース放送局のスタジオで生放送中にアンカーウーマンのテレサが殺害された。それは嵐の夜、照明が落ちてスタジオが闇に包まれ、自家発電が作動するまでの20秒間の出来事だった。現場には大勢のスタッフがいたが目撃者がゼロという密室殺人。犯行可能な距離にいたとされるスタッフは3名。だがテレサを好ましく思っていなかったスタッフは大勢いる。それを裏付けるかのように、停電は意図的に起こされたものと判明した……。

豪邸で華々しいワイン・オークションが催された翌々日、その参加者と思しきタキシード姿の男性死体がワイン樽に詰められた状態で見つかる。ワイン通を自認するホッジスは鋭い嗅覚を武器に喜々として事件に挑む。一方NYのCSIのマック・テイラーが休暇でラッセルを訪問。ところが、先にベガスに来ているはずの恋人クリスティーンが滞在中のホテルから失踪する。部屋には血に染まった男物のシャツが残されていた。

キューバの人気歌手シルバナがベガスのクラブでデビューすることになった。初日に向けたリハーサルで美声を披露するシルバナ。だが控え室に戻ったシルバナを待っていたのは姉マルタの惨殺死体だった。クラブの外ではキューバ人亡命者の集団が、「キューバへ帰れ」とシルバナに抗議していた。彼らがシルバナへの警告としてマルタに牙を向いたのか？　捜査が進むに連れ、CSIはキューバの歴史を遡ることになるのだが……。

サラは誕生日をひとりホテルで過ごしていたが、そこへ突然男が現われる。翌朝、サラがホテルを出ようとしたところでCSIと鉢合わせる。ホテルで殺人事件があったのだ。非番のサラも行ってみると、そこはゆうべ一緒に過ごした男、テイラーの部屋だった。彼が殺されていたのだ。サラはすぐラッセルに顔見知りであることを告げるが、犯人はサラなのか？　そしてサラは夫グリッソムを裏切っていたのか……？

ポーカーゲームの大会、パレルモ・ポーカー・クラシック準決勝の夜、この大会で敗退し帰宅したピーターはエレベーターにひとりで乗り、2階へ上昇するまでの10秒間にノドを裂かれて死亡した。天井ハッチにも人が出入りした形跡はなく、凶器も見当たらない。血まみれのエレベーターには何一つ手がかりがなかった。フロントマンによると、ピーターは玄関ロビーまで女性と一緒だったという。一方、パレルモの客室でも変死体が……。

出産間近の妻を家に残し、渋々セージブラッシュ高校の同窓会に出席したデヴィッド・フィリップスはそこで殺人事件に遭遇する。元チアリーダーで現在はセレブ主婦のベッカ・セービンが用具室でノドを刺されて死亡したのだ。セラピストの夫や元親友などが容疑者として浮上するが決め手はない。高校時代、透明人間のように存在を消していたデヴィッドが、校内一派手で目立っていたベッカの検視を通じて、懸命に謎解きに挑んでゆく。

高架下で両手を切断された青年の遺体が発見された。足には動物に噛まれたような傷もある。彼はどこで殺害されてここへ遺棄されたのか？　指紋を採取できない上にIDも無いのでは身元も特定できない。唯一の所持品は折り鶴だった。折り紙が趣味なのか、それとも犯人からのメッセージなのか？　彼が膝に着けていたニーブレースのメーカーに問い合わせると、それは特注であり発注者の名前が判明。だが驚いたことにその人物は……。

朝起きて、床に横たわる血まみれの叔父スティーヴンと2人の男を見た6歳の少女モリーは警察に通報する。少女の母親グレースは姿を消し、一連の押し込み強盗を思わせる犯行だったが、死体となった2人の男は実は押し込み強盗犯張本人と分かる。今回のやり口から動機は復讐と思われたが、事件は複雑に絡み合っていた。一方、車のトランクから生きながら焼かれた男の死体が見つかるが、その元彼女はいわく付きのサンディで……。

アラン・クインのマインド・フォース・セミナーハウスは美しいスパ・リゾート。その泥湯温泉に浸かっていたエリザベッタは、浮上してきた男性の遺体に悲鳴を上げる。早速CSIが鑑識を開始、婚約者のエリザベッタを心配してホッジスも駆け付けた。アランによると男性はこっそり忍び込んだハイカーではないかと。その胸部に見られる打撲痕は、彼が泥湯温泉に誤って落ちたのではなく、何者かに沈められたことを示唆していた……。

20年前、少年たちが吊るされて殺された食肉処理場で、ゴーストハンターのひとりダグが同じ手口で殺される。仲間のオーウェンは、射殺された20年前の犯人シムズがよみがえってダグを殺したのだと言う。もうひとりの仲間キャリーは、殺された少年たちの霊が話したがっていると主張する。オーウェンの犯行が疑われるが録音された音声からシロだと判明。霊気は換気扇の低周波によるものと分かったところへ、キャリーの悲鳴が響く。

ポルノスタジオで女性のミイラ化遺体が発見された。現場はモーテルの一室のように装飾が施され、遺体は下着姿でベッドに寝かされていた。まるでポルノ女優かストリッパーが死んでいるように見える。それが犯人の意図なのだろう。サイドテーブルには聖書まで置くという凝りようだ。だがそれはただの聖書ではなく、さらに遺体の胸腔にはハート型のチャームが埋め込まれていた。CSIは、犯人のこの演出の謎解きに挑むのだが……。