센트럴 파크에서 로빈 프레스캇이란 젊은 여성이 강간을 당하는 사건이 발생한다. 희생자는 충격으로 사건에 대해 전혀 기억을 하지 못하자 과학수사대는 그 넓은 센트럴 파크에서 사건 현장이 어디인지부터 밝혀야만 한다. 테일러 반장은 이 사건을 스텔라와 대니에게 맡기고 자신과 에이든은 총상으로 죽은 남자의 사건을 맡는데, 그 남자를 죽게 만든 총알이 시체에 없다는 사실을 혹스 박사로부터 전해 받는다.

뉴욕 타임스 광장을 도는 관광버스에서 해골이 발견돼 CSI팀이 출동한다. 누군가 판매용 해골로 장난을 친 거려니 했지만, 그건 10년도 더 된 진짜 사람의 뼈로 판명된다. 뼈에 쌓여 있던 성분을 분석해 희생자가 사망한 장소와 나머지 뼛조각을 찾게 되고, 더불어 몇 가지 유품과 살인 무기로 추정되는 파이프도 함께 발견된다. 한편 관광버스에서 해골이 발견됐다는 신문 기사를 보고 아들을 찾아온 모얼런드 부부는 유품인 배낭과 주머니칼이 17년간 찾아 헤맨 자신들의 아들인 애런의 물건임을 한눈에 알아보지만, 두개골을 토대로 복원된 얼굴 사진은 애런이 아니다. CSI팀은 유품으로 남겨진 몇 장의 스케치와 작은 쪽지의 글을 해독하며 희생자의 신원을 추적해 가는데.

사건 1, 한 클럽에서 열린 DJ 챔피언전에서 우승자가 피사체로 발견된다. 사건을 맡은 맥과 에이든은 사건 현장에서 발견된 조각난 서류 조각과 피살자와 계약 관계에 있던 매니저를 상대로 수사를 벌인다. 사건 2, 거물 의류 디자이너가 집에서 익사한 채 발견된다. 마침 집에 들렀다 시체를 발견하고 경찰에 신고한 개인 비서가 유력한 용의자로 지목되지만, 부검 결과 복어 독에 의한 마비로 익사한 것으로 판명되자 희생자가 그날 밤에 먹었던 복어를 추적하는데.

사건 1, 뉴욕의 급수 터널 공사장에서 ‘피트 릭스’라는 터널 작업원의 시체가 발견된다. 시체가 폭파 후에 발견됐기 때문에 사고로 추정됐지만, 부검 결과, 천식환자였던 희생자는 폭파 전에 이미 호흡곤란으로 사망했던 것으로 판명된다. 그리고 터널을 수색하던 맥과 대니가 누군가 고의적으로 희생자를 터널에 혼자 남겨, 죽게 했다는 증거를 포착하면서, 사건은 사고가 아닌 살인 사건으로 돌변하게 된다. 사건 2, 강물에 떠내려 온 익사체의 수사를 맡은 스텔라와 에이든은 실종자 명단에서 신원을 확인한다. 16살의 ‘한나 레키’는 가난하지만 명문 사립학교에 다니며 상류층 친구들과 어울렸던 것으로 드러나고, 시체를 버린 곳을 추적하던 두 사람은 투기 장소에서 한나의 친구인 ‘티나’의 오빠가 운영하는 클럽을 발견하고 주변 공장지대에 설치된 감시 카메라 테이프를 수거해 단서를 찾는데.

‘퀄러티 카페’라는 식당에서 살인사건이 발생하자 CSI팀이 출동한다. 사망자 3명에 중상자가 2명이나 발생한 끔찍한 사건인데, 겉보기엔 단순 강도살인사건 같아 보인다. 맥은 근무 3년차인 대니에게 사건을 책임지라고 한다. 2등급으로 승진할 수 있는 기회를 주기 위해서다. 한편, 스텔라와 맥은 다리 한 쪽을 발견했다는 신고를 듣고 출동하는데 정말 현장에서 상처투성이의 다리 하나가 덩그러니 놓여있었다.