Face à une menace existentielle qui pourrait faire tomber tout le laboratoire de police scientifique et libérer des milliers de tueurs condamnés dans les rues de Las Vegas, une nouvelle équipe d’enquêteurs brillants dirigée par Maxine Roby demande l’aide de vieux amis : Gil Grissom, Sara Sidle et David Hodges. Ensemble, ils déploient de nouvelles techniques médico-légales pour faire ce qu’ils font de mieux : suivre les preuves et servir la justice dans Sin City.