五番街のショーウィンドウに女性が倒れ込んで死亡する。現場に駆けつけたのはマック、ステラ、フラック。現場の状況から、女性はハイヒールを溝に取られて転倒した事故死と分かり、マックは残業続きのステラを先に帰宅させる。
自分のアパートに戻ったステラは、部屋に入る直前、隣人のボニーと通路で挨拶を交わす。彼女の部屋からは女の子が騒ぐ声が。ボニーは、姪を預かっているのだと説明し、うるさくなるかもしれないと先にステラに謝る。

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貯水池の岸辺で、若者の首吊り死体が発見される。彼の胸は女性のように膨らんでおり、裂傷もあり。性転換手術の前でホルモン剤を飲んでいたのか？ それとも、クラインフェルター症候群か？ 近くには割れた血染めのビール瓶が残されており、グリッソムとニックは憎悪犯罪を疑う。
検視の結果、胸の裂傷は致命傷ではなく、死因は首つりによる窒息と判明。所持していた運転免許証から、身元はブライアン・タウン、18歳と分かる。また、彼はクラインフェルター症候群ではなく、エストロゲン（女性ホルモンの一種）が成人男性の5倍近かったことも明らかになる。

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約2ヵ月前、「セカンドライフ」と呼ばれる3D仮想世界を利用して、シェリル・ミラーほかマクヘンリー判事、ディヴェイン議員を殺害した指名手配犯“容疑者X”。彼女に関する情報提供をテレビ番組で呼びかけた結果、匿名の通報が寄せられる。マック、ステラたちは、通報の情報を元にある精肉工場の倉庫跡へ。そこで、脳天にナイフが突き刺さった女性の死体を発見する。マックは被害者の顔を確認し、Xだと特定する。

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安モーテルで男女の射殺体が発見され、キャサリンとウォリックが捜査に向かう。途中、2人は男の死体を発見するが、後の対応は別の者へと任せて現場へ。先に到着していたグリッソムらと合流し、現場検証を開始する。ベッドには女性の方がロープで縛られており、近くからは精液が見つかるが、彼女には性的暴行の跡は見られない。外のゴミ集積容器からは血の付いたシャツが見つかる。

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火だるまとなった男がどこからともなく飛んできて、走行中の消防車に激突する。身に付けていたのは宇宙服のようなスーツ。炭化した脚には肉用温度計が突き刺さっており、燃焼で生じた有毒ガスを吸い込んだのが死因と判明する。遺体の骨の損傷レベルから見て、激突時のスピードは時速130km前後。検視を行ったシドは、まるで大気圏に突入した宇宙飛行士のようだと表現する。

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セージブラッシュ・ヴァレー高校のアメフトチーム「コブラズ」のヘルメットをかぶった若者の頭部が、高速道路で発見される。グリッソム、ニック、グレッグは現場検証を開始。道路に残された血痕をたどり、少し離れた道路脇で胴体部分の死体も見つける。行方が分からなくなっている生徒のセーフ・キットと死体の指紋を照合した結果、被害者の身元はヴィンセント・バートリーと判明。ニックは訃報を伝えるため、ヴィンセントの兄で現在は車椅子生活を送っているマットに会いに行く。マットは、自分がアメフトの選手時代に使っていたヘルメットと、死んだ父親が残したドラゴンのバックルが付いたベルトを、ヴィンセントがお守りのように身に着けていたことをニックに語る。

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通りの花屋の店先で、22才の学生エミリー・ミラーがショットガンで撃たれて死亡。マック、ホークス、フラックが現場に駆けつける。エミリーの胸の銃創には人間の歯のかけら、舗道にはビルのガーゴイルの破片が。調査の結果、何者かがビルの屋上から散弾銃を舗道のゴミ置き場に投げ捨てた際、それがガーゴイルにぶつかって暴発し、通りがかりのエミリーを襲ったことが分かってくる。ビルのひさしから発見された凶器の散弾銃には、被害者以外の血液が付着しているのが見つかる。

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模型殺人の犯人、ナタリー・デイヴィス。養父アーニー・デルを奪われた彼女は、その責め苦をグリッソムに負わせようとサラを誘拐。愛する者を失う辛さを味わわせるべく、砂漠の真ん中でサラを赤いマスタングの下敷きにして放置した。CSIは、ナタリーの逮捕には成功したものの、精神のバランスを崩した彼女からサラの情報を引き出すことはできず…。自分たちで手がかりを捜す道を強いられる。

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