世界的大ヒットとなった「CSI：科学捜査班」。その続編となる「CSI：ベガス」が、始まりの街ラスベガスを舞台に新たな幕を開ける。ラボが潰され、何千人もの殺人犯がネオン輝くベガスの街に放たれるかもしれない。その脅威に直面したマキシン･ロビー (ポーラ･ニューサム) 率いる優秀な新チームは、かつての仲間、ギル･グリッソム (ウィリアム･ピーターセン)、サラ･サイドル (ジョージャ･フォックス) の協力を仰ぐことに。さらにデヴィッド･ホッジス (ウォレス･ランガム) も関わり…この合同チームが、罪と快楽の街を守り正義を果たすため、最新の鑑識技術を駆使して証拠をたどっていく。