La squadra scientifica continua a indagare con successo sulle scene dei crimini che ogni giorno si presentano nella città di Las Vegas, ma rimanere distaccati da ciò che stanno esaminando a volte è impossibile: un maniaco ossessionato da Nick uccide delle donne per avere la sua attenzione, Brass deve farsi da parte durante un'indagine che lo coinvolge personalmente e scopriamo perchè è un uomo solo nonostante abbia una figlia. Anche Cathrine subisce delle attenzioni indesiderate e durante il caso di un ricatto viene rapita proprio davati alla sede della scientifica. Grissom, nel frattempo, deve fare i conti con una progressiva perdita dell'udito causata da una malattia ereditaria, inoltre un vecchio nemico torna sulla scena: Paul Millander. Riuscirà Grissom a trovare le prove per fermarlo stavolta? Inoltre nuovi personaggi si profilano all'orizzonte, tra i quali spiccano Horatio Caine, il capo della squadra scientifica di Miami e Lady Heather, una donna seducente legata al torbido mondo dei club erotici.

폴 밀랜더 사건이 종결되고 그리섬 반장과 묘한 관계를 형성하는 레이디 헤더가 등장한다. 그리섬 반장이 유전적인 문제로 인해 청각을 상실해가고 있다는 사실이 드러난다.

Drugi sezon serialu CSI: Kryminalne zagadki Las Vegas miał premierę w amerykańskiej sieci CBS w dniu 27 września 2001 roku, a zakończył się w dniu 16 Maja 2002 roku.