Un attentatore suicida si fa esplodere nel casino di proprietà dell'agente speciale Catherine Willows, che torna dunque da Los Angeles per seguire le indagini. Gil Grissom, intanto, viene arrestato per aver oltrepassato il porto di San Diego e D.B. Russell offre a Sara Sidle l'opportunità di prendere in mano le indagini sull'attentato. Mentre il team è al lavoro per ripristinare la sicurezza nelle strade di Las Vegas, molti quesiti in sospeso iniziano a trovare una risposta.