半夜，住宅区里一户人家的二楼窗户被打开，女主人听见响动到婴儿房查看，发觉婴儿床里的孩子不见了，床上留了一张索取赎金的字条。经过讯问调查，该户人家还有一个10多岁的大儿子和两岁多的儿子。沃瑞克看到二楼窗口的蜘蛛网并没有被扯破，决定绑架者可能不是从二楼出入的。葛里森查到婴儿房里有被掩盖的血迹，怀疑婴儿已经被害。警犬也到了现场，闻过婴儿的衣物之后，警犬散开根据气味开始追踪。在离家不远的地方，警犬发觉了婴儿尸体，被一张小毯子包裹着。法医罗宾森检查过尸体之后，认定婴儿是被人用纤维捂住口鼻窒息而死，并且婴儿的胸部被压碎。 葛里森看到婴儿的惨状，非常愤怒，命令手下人马停止一切案子专心办理婴儿案。婴儿房的血迹被查明是大儿子泰勒的，泰勒解释了原因，说自己是在运动时候弄出的伤口。因为没有接到绑架者的电话，葛里森把疑点转移回婴儿的家人身上。CSI探员在受害人家里开始认真细致的调查。同时赎金索取单上的指纹指向男主人的秘书，而且科学鉴定索取单是从秘书的打印机上打出来的。女秘书承认了和男主人曾经有过暧昧关系，但是不承认绑架并杀害婴儿。排除掉一个个嫌疑犯之后，CSI探员们受心理学家的启发，认定放置婴儿尸体的人，显然非常爱孩子才会包裹上毯子。真相却比所有人想的都要离奇。大儿子泰勒在照顾两个很小的弟弟，结果顽皮的儿子不懂事用软布捂死了婴儿，惊惶失措的泰勒企图给婴儿做人工呼吸压坏了婴儿的胸骨。为了不给儿子带来麻烦，夫妻俩制造了所谓的绑架案。

两位开车兜风的年轻女孩开车压过了一个人的尸体，葛里森到现场勘查之后却发觉被压的人早已经死亡，两位女孩压的只是一具尸体。从尸体上淤伤来看，这人是被一具重型车给压死的。法医鉴定，死者是个聋哑人，线索逐渐缩小。尼克和凯瑟林到咖啡馆调查很惨的枪杀案，死者多达五人，现场看起来是一个持械歹徒把咖啡馆里所有的人都杀死了。探员们初步认定是黑帮仇杀，歹徒目标是杀掉正在咖啡馆的黑帮头子佛林，其他受害人都是无辜的受害者。讯问了咖啡馆老板布拉德，不过布拉德却提供不了什么有用的线索。 沃瑞克和莎拉到聋哑学校来调查，但是学校女校长认为两人不尊重聋哑人，因此拒绝合作，双方闹得不欢而散。略懂一些聋哑语的葛里森再次来到聋哑学校，博得了校长的好感，葛里森也取得了一些有用的线索。沃瑞克从受害人衣服上找到了虱子，而死者非常爱整洁，说明死者生前和头上有虱子的家伙发生过纠纷。因为咖啡店有一死去的女招待怀孕，咖啡店老板布拉德被找来问话，通过重现犯罪现场和比对子弹射击路线，凯瑟林证明了布拉德才是真凶，他因为怀孕事件想除去女店员，黑帮份子只是附带的牺牲者。葛里森则通过虱子、轮胎印记和血液样本查到压死聋哑小孩的凶杀。原来因为聋哑小孩听不见旁人的说话，被凶手误解为高傲自大从而引发纠纷，激发了凶杀的行凶之心。

一名黄昏后进行短跑联系的年轻男人，在山坡上遭遇了凶狠的野兽袭击。CSI探员来到现场，男人身上有着被严重咬过的痕迹，细心的葛里森发现死者被解剖工具切割过。法医罗宾森检查认定，死者被狗科动物咬过，并且被人用解剖工具取走了部分内脏。凯瑟林因为母爱原因，主动要求接手发生在游乐场的一桩6岁女孩死亡案件。据死者母亲称，在和女儿穿过水帘洞的时候女儿不幸落水，等到游乐场工作人员把死者打捞上来，孩子已经淹死了。游乐场老板不承认有安全隐患，说从未有游客出过事情。凯瑟林发现穿越水帘洞的游览车的安全带很送，不过在做完试验之后发现，安全带松当并不能让孩子落水。相反在水帘洞里面，凯瑟林发现了一把锤子。凯瑟林找到负责修理器械的员工，质问其为什么会把锤子滞留在水帘洞里。激动的凯瑟林认定修理工吸毒之后犯了案，莎拉提醒她不要因为母爱影响对案件的判断。 热心的实验室分析员格瑞格向葛里森提供了思路，葛里森通过兽医和狗学校查到了大型犬的类型。之后，根据现场遗落的牙齿，CSI探员找到了狗的主人苏珊医生。苏珊医生承认了自己养了大狗，但是却否认自己的狗能伤人。葛里森注意到苏珊有丰富的从医经验。检验员格瑞格把检查结果交给凯瑟林，他说修理工偷换了尿样而且这家伙之前有过性犯罪前科。不过证据洗清了这个修理工的嫌疑。凯瑟林重新检查了现场做了模拟试验，结果显示母亲撒谎，其实是她把自己的女儿扔进水里，并用力按进水中淹死。CSI探员再度来到苏珊家进行调查，结果在她家发现了大量的内脏和血液。从苏珊家查获的手术器具显示，上面沾有受害者的鲜血。苏珊最终认罪，自己患有罕见的疾病，必须靠服用大量胰腺素为生。苏珊就利用大狗袭击运动员，然后切割内脏来食用。

夜晚，警用直升飞机和巡逻车在高速公路上狂追一辆飞奔的汽车。等汽车靠近路边停下，警察们却发现车上是两位只穿着内衣的兜风女孩。正当警察们以为是小事一桩的时候，他们意外地在汽车后备箱发现了一颗人头。葛里森决定让凯瑟林和自己调查人头案，同时他让莎拉带领尼克去调查另外一桩沼泽地里发现的弃尸。尼克对葛里森的决定非常不满，他认为自己已经升为三级调查员9个月了，应该有资格单独办案。葛里森说，这其实就是对尼克的磨练，让他耐心一些。沃瑞克接到摩尔老人的求助（详见第一季第三集），说他在监狱里的孙子遭遇了麻烦。沃瑞克来监狱调查，原来摩尔的孙子在监狱里目击了一起帮派仇杀案，帮派成员威胁他不准高密，警察也威胁他必须说实话。 法医罗宾森把人头放进锅里煮烂，从而在头盖骨头上取出了凶器的印记。尼克发现沼泽地里是一具无头尸体，联想到了葛里森主管的人头案，劝说莎拉跨越案件，开始偷偷调查人头案的线索。沃瑞克则开始在监狱进行艰苦的调查工作，根据线索再检验员格瑞格的帮助下，找到了凶杀案的真凶，从而替摩尔老人的孙子避免了一场两头为难的麻烦。沃瑞克教育摩尔的孙子，即使在监狱里也要做个正直的人，不要辜负他的爷爷。骨骼专家特丽，再次被葛里森请来进行无头尸体的鉴定，特丽最终认定腐烂的尸体是一头被剥皮的猩猩。尼克感到非常沮丧，他觉得自己做了一件无用的事情。尼克和莎拉加入到人头案的调查。尼克和凯瑟林找到了属于人头的尸体，在大家的通力协助下案件当然得意告破。葛里森语重心长地告诫尼克，欲速则不达。