Les deux équipes sont enfin réunies sous la supervision de Catherine et Grissom. Et trois enquêtes leur tombent dessus : un couple est retrouvé mort dans sa caravane, le corps d'une strip-teaseuse refait surface dans un quartier glauque de Las Vegas et deux cadavres sont découverts dans le coffre d'une voiture...
S06E02 - Sévices d'étage
Catherine et Grissom enquêtent sur la mort d'un chauffeur de taxi et celle de son dernier client, un immigré laotien. Julian Harper, une star montante du cinéma, est mort étouffé dans sa luxueuse suite d'hôtel. Sofia, Warrick et Nick s'intéressent à l'entourage de la victime et notamment à un certain Blinky, le meilleur ami de Julian, qui était chargé de trouver des "compagnes" pour la vedette...
S06E03 - Une dent contre elle
Les secours arrivent au domicile de Ray Lester, une maison en banlieue. Celui-ci, couvert de sang, emmènent les médecins au chevet de sa femme, Becky, allongée dans les escaliers. Les urgentistes mettent tout en oeuvre pour la sauver, en vain. Catherine et Grissom arrivent sur les lieux du drame et interrogent le mari de la victime. Ceux-ci se demandent pourquoi il a mis tant de temps à appeler les secours car tout porte à croire que l'accident remonte à plusieurs heures. Ray affirme aux détectives que sa femme et lui étaient au bord de la piscine lorsque sa fille a appelé et demandé à parler à Becky en privé. Lorsque celle-ci est partie répondre au téléphone à l'intérieur, Ray prétend s'être endormi sur sa chaise. A son réveil, sa femme était allongée dans les escaliers, couverte de sang...
S06E04 - Corps célestes
Monsieur et madame Copeland se réveillent soudainement, alertés par des bruits dans leur maison. Le propriétaire des lieux saisit un pistolet et descend les escaliers, découvrant un jeune homme sale et en haillons en train de saccager sa cuisine, ses poches remplies de nourriture. Il chasse aussitôt celui-ci dans son jardin où il se retrouve face à une douzaine de rôdeurs quasiment décharnés. Il les menace alors de son arme et ceux-ci se dispersent dans la nuit, laissant derrière eux un corps sans vie.
S06E05 - Petit poucet
Sara, Nick, Warrick et Greg se rendent dans l'Est du Nevada afin d'enquêter sur la disparition d'une famille entière. Le sang présent sur les lieux laisse à penser que tous ses membres sont morts mais, en l'absence de corps, Nick est persuadé du contraire. Alors que celui-ci fouille la maison, une voix de petite fille résonne mais les lieux sont sinistrement vides. Nick entend-t-il de vraies voix ou le fait d'avoir frôlé la mort brouille-t-il sa vision des choses ? Qui en voulait à cette famille et pourquoi ? Les détectives mènent l'enquête en espérant retrouver la jeune victime que Nick est persuadé d'entendre, en vie...
S06E06 - Grissom fait mouche
Lana Adalian découvre sa soeur, Christina, morte chez elle d'une balle de revolver dans la tempe. Le bébé de Christina est dans son lit d'enfant, fixant le corps de sa mère. Un mot d'adieu laissé par la victime ainsi que le pistolet retrouvé dans sa main laissent penser à un suicide. Catherine et Sara se rendent sur les lieux du drame et découvrent des traces de sang sur l'arme alors que les mains de Christina sont propres. Le pistolet a donc été placé dans sa main et la victime a bien été assassinée.
S06E07 - Dans la ligne de tir - 1ère partie
Alors que Sofia et Jim patrouillent dans les rues de Las Vegas, une fusillade de grande ampleur éclate. Plusieurs personnes, dont un officier de police, trouvent la mort durant l'échange de coups de feu. Des témoins affirment avoir vu la police tirer sur des hommes qui n'étaient pas armés et avaient les mains levées. Les détectives mènent l'enquête afin de découvrir ce qui s'est réellement passé.
S06E08 - Dans la ligne de tir - 2ème partie
Le capitaine Jim Brass et le détective Sofia Curtis sont hantés par la mort d'un jeune officier de police durant une fusillade. Grissom et son équipe poursuivent leur enquête qui s'oriente bientôt vers une affaire de trafic de drogue. Quatre suspects seraient, en effet, intervenus pour protéger le convoi. Les détectives découvrent également que le policier qui a trouvé la mort n'a pas été tué par l'un des suspects mais par un officier.
S06E09 - Chienne de vie
Le corps de Jerry Gable est retrouvé dans la poubelle d'un restaurant, la bouche tachée de confiture et les mains souillées de purée. L'enquête entraîne Catherine et Jim dans le milieu des concours de mangeurs de hot dogs. Sara, Sofia et Nick cherchent à élucider le double meurtre de Lori et Michael Tinsley.
S06E10 - Fragile
Alors qu'elle pique-nique dans un parc, Karen Matthews réalise soudain que son jeune fils, Jesse, vient de disparaître. Les détectives arrivent sur les lieux, interrogent des témoins et recherchent activement le petit garçon. Le jeune Jesse est aperçu plus tard dans un petit supermarché avec un couple. Brass arrête les deux personnes qui prétendent, pourtant, être les parents génétiques de l'enfant. Une analyse ADN vient confirmer leurs propos et tous les soupçons se portent désormais sur Karen elle-même.
S06E11 - Le loup-garou de Vegas
A la lueur de la pleine lune, l'équipe de Grissom doit faire face à une étrange affaire. Elle apprend, en effet, avec surprise qu'un homme retrouvé seul, chez lui, abattu d'une balle dans le torse, avait son corps recouvert de poils. Il était, en fait, atteint d'hypertrichose, le syndrome du loup-garou. En enquêtant, Catherine et Grissom découvrent que la victime vivait apparemment une existence relativement normale. Fiancé, il était, pourtant, un joueur invétéré et devait 10 000 dollars à un casino sur internet.
S06E12 - Filles à papa
Après avoir passé la nuit dans les boîtes de nuit de Las Vegas, Bianca et Chelsea découvrent avec effroi le corps sans vie du petit ami de Bianca dans le garage de leur maison. Grissom et Warrick arrivent sur place et mènent l'enquêtent. Catherine et Nick tentent d'élucider la mort de Sylvia Mullins, dont le corps a été retrouvé dans le capot de sa voiture.
S06E13 - Dernier acte
Durant une soirée chic donnée par une figure célèbre de Las Vegas, un serveur est assassiné dans les appartements privés de la maîtresse de maison qui assiste, incrédule, au drame. Elle déclare, ensuite, que le serveur souhaitait sûrement la supprimer. Les détectives portent leurs soupçons sur de nombreux suspects. Mais lorsque l'organisatrice de la soirée est retrouvée morte dans son jardin, l'affaire prend un nouveau tournant.
S06E14 - Dans la tête d'un tueur
Erwin Nash est endormi dans son petit appartement en piteux état lorsqu'il est tué par balle. Une jeune fille du nom de Ally Sullivan est retrouvée morte sur la chaussée, près de sa voiture accidentée, en pleine nuit. Tout laisse penser aux détectives qu'un seul meurtrier est l'auteur des deux assassinats.
S06E15 - Un sommeil éternel
Les experts enquêtent sur un crime sordide : une jeune fille retrouvée morte en plein milieu du désert de Vegas. Il s'avère que la victime, prénommée Zoe, est la fille de Lady Heather. Son corps est particulièrement décharné et l'on peut lire un étrange numéro sur son épaule. Cette affaire mène les enquêteurs à résoudre un cas très complexe, dans lequel Grissom s'implique personnellement.
S06E16 - Partis en fumée
Alors que Martin Sidley et sa petite amie, Angie, passent la soirée en amoureux près de la cheminée, le salon se remplit peu à peu de fumée. Le couple parvient à s'échapper et à appeler la police. Un corps calciné est retrouvé dans la cheminée. Sara, Nick et Brass se rendent sur les lieux pour enquêter.
S06E17 - Enquête en direct
Sofia est appelée dans l'un des quartiers chics de Las Vegas où l'attend, à l'extérieur de son appartement, une jeune femme en état de choc. Christina Hollis, en état de choc, vient d'être violée et est incapable de se souvenir de ce qui s'est passé. Lorsque Catherine et Grissom arrivent peu après sur les lieux, une équipe de tournage prend place. Avec l'accord du shérif, elle vient filmer les détectives sur le terrain.
S06E18 - La tête et les jambes
Stacy Vollmer, une brillante élève appréciée de tous, est retrouvée morte dans son lycée, après une chute dans les escaliers volontairement orchestrée par une personne qui avait, précédemment, blessé l'adolescente en piégeant la douche des vestiaires avec du sodium. Tous les soupçons se portent sur Marlon West. Appelée à témoigner, Hannah, la soeur de Marlon, s'accuse du meurtre que son frère a, pourtant, avoué.
S06E19 - Sixième sens
Le meurtre d'une voyante entraîne les détectives dans le monde des sciences occultes. Cette affaire ramène également Grissom sur la piste d'un crime commis dix ans auparavant.
S06E20 - Tête d'affiche
Trois adolescents sont retrouvés morts dans la rue. Ils collaient des affiches humiliantes pour un chanteur de rap célèbre du nom de Dollar. Grissom et son équipe plongent dans le milieu du hip-hop et découvrent qu'on a forcé ce même Dollar à se laisser filmer dans une posture dégradante et qu'on l'a, ensuite, séquestré dans le coffre de sa voiture.
S06E21 - De mémoire
La voiture de Nick, contenant toutes les preuves du meurtre d'une célèbre avocate, est volée. L'équipe doit résoudre le meurtre d'après un DVD.
S06E22 - Une soirée presque parfaite
Un homme est retrouvé mort près de l'entrée de service d'un hôtel-casino. Au fil de l'enquête, il s'avère qu'il conduisait une Ferrari louée, disposait sur lui d'une grosse somme d'argent liquide - qui a disparu - et était accompagné d'une superbe jeune femme. Le soir de sa mort, il avait eu un accrochage avec une autre voiture de location.
S06E23 - Le rescapé
Un homme marié ne supporte pas qu'une promotion professionnelle lui échappe. Il fait bientôt le vide autour de lui et finit par prendre un otage. Jim Brass, dans le rôle du négociateur, essaie de raisonner le forcené.
S06E24 - Entre la vie et la mort
Toute l'équipe est au chevet de l'un des leurs, blessé lors d'une enquête. Par ailleurs, les détectives enquêtent sur l'étrange vie que menait un homme, retrouvé décapité dans un train.