Detektyw Mac Taylor odkrywa ciało zaginionej kobiety w Brooklyn Heights. Gdy odkrywa kolejną ofiarę na barce z odpadami, śledztwo prowadzi go do seryjnego mordercy, który więzi swoje ofiary. Borykając się ze wspomnieniami o swojej żonie, Taylor postępuje śladami mordercy, aby dotrzeć do jeszcze żywej ofiary - kobiety, która nie może się poruszać, czuć, ani mówić. Kobieta ta rozciąga teorię kwantową Veneziano do granic możliwości, wyzywając Taylora do udowodnienia, że "wszystko jest powiązane ze sobą".

Młoda kobieta, dzięki swojej silnej woli, przeżywa brutalny gwałt w Central Parku. Misja detektywów Stelli Bonasery i Danny’ego Messera, jaką jest znalezienie gwałciciela, jest utrudniona, gdyż ofiara nie pamięta osoby, która ją napadła. Niezależnie od obfitych śladów na miejscu zbrodni, detektywi nie mogą połączyć podejrzanego z gwałtem. Stella jest sfrustrowana, obiecuje sobie przygwoździć gwałciciela. W międzyczasie detektyw Mac Taylor i Aiden Burn muszą złapać szczura, która połknął dowód zbrodni. Prowadzą śledztwo dotyczące zastrzelenia dealera narkotyków. Po zbadaniu ciała, dr Sheldon Hawkes odkrywa, że nie tylko brakuje kuli, ale ofiara ma na ciele ślady stóp szczura i liczne ugryzienia gryzonia. Ekipa musi teraz znaleźć szczura w mieście, który liczy ok. 70 milionów tych gryzoni, aby zdobyć dowody, które doprowadzą ich do zabójcy.

Żart zmienia się w tajemnicze morderstwo, gdy szkielet umieszczony w autobusie wycieczkowym okazuje się być autentycznym szkieletem ludzkim. Detektywi Mac Taylor i Stella Bonasera pracują nad identyfikacją osoby, do której szkielet należał, aby odkryć zabójcę. Dowody prowadzą ich z Times Square 2004 roku do Times Square z 1984 roku; jeden niezaprzeczalny dowód, ale dwa różne okresy w historii miasta Nowy Jork.

Gdy najgorętszy DJ Nowego Jorku zostaje znaleziony martwy parę minut przed tym, jak ma być ukoronowany tytułem championa "scratchingu" (płyt winylowych), detektyw Mac Taylor szturmuje świat "dźwięków, zgrzytów i uderzeń". Świat hip-hopu. Ze względu na to, że dowody wprowadzają Maca głębiej w świat przemysłu muzycznego, odkrywa jak groźby, zastraszanie i poniżanie powodują, że wschodząca gwiazda może stać się kolejną ofiarą tego przemysłu. Detektywi Stella Bonasera i Danny Messer prowadzą śledztwo dotyczące śmierci projektanta mody znalezionego w basenie swojego penthouse’u. Sprawa prowadzi ich do restauracji sushi, która specjalizuje się w serwowaniu jedzenia na nagich modelkach.

Gdy robotnik budowlany ginie w eksplozji ok. 250 metrów poniżej ulic Manhatanu, detektywi Mac Taylor i Danny Messer zjeżdżają do podziemi i wchodzą w świat okupujących podziemia - ludzi, którzy kopią sobie miejsca do życia pod Nowym Jorkiem i żyją zgodnie ze swoją zasadą: "Na koniec dnia każdy z nich wychodzi z tunelu". W międzyczasie detektywi Stella Bonasera i Aiden Burn badają śmierć 16-latka, który zginął w wyniku uduszenia, a jego ciało pływa w strumieniu.

Podczas testu wiary, Mac Taylor wyznacza detektywów Danny’ego Messera i Aidena Burna do jednego z najtrudniejszych do tej pory zadań ekipy: zabójstwa kilku osób, podczas którego kilkoro pracowników restauracji zostało zastrzelonych, a następnie założono im plastikowe torby na głowy. Podczas badania wątków sprawy, wszystkie znaki kierują ich do spraw wewnętrznych restauracji, ale nie do podejrzanego. W międzyczasie Mac i detektyw Stella Bonasera przeprowadzają śledztwo dotyczące śmierci mężczyzny, który został znaleziony martwy w swoim łóżku. Jego amputowana noga doprowadziła ich do niego.

Napad w Chinatown zorganizowany przez trzech mężczyzn staje się poważną sprawą, gdy jeden z ochroniarzy zostaje zabity, a drugi w dziwny sposób strzela w kierunku zbiorników z gazem, spalając w ten sposób dwóch napastników żywcem. Podczas śledztwa detektyw Stella Bonasera odkrywa ślady porwania, które są powiązane z menadżerem banku. Co gorsza, miejsce przekazania okupu dla porywaczy zostaje zablokowane przez niespodziewane szkolenie antyterrorystyczne policji, co pomaga w odkryciu przez nich nowych śladów dotyczących zaginionego dziecka.

Wybucha panika na nowojorskiej giełdzie, gdy zostaje znaleziona walizka bez właściciela. Zawartość walizki kieruje policję do brokera giełdowego, który tajemniczo zniknął po śledztwie dotyczącym nielegalnych transakcji handlowych przeprowadzonych przez innego brokera. Detektyw Mac Taylor musi połączyć kilka elementów tajemniczego śledztwa, aby rozwiązać większą sprawę i dowiaduje się, że jest cienka linia pomiędzy człowiekiem pracującym na ulicy, a człowiekiem mieszkającym na ulicy. W międzyczasie Stella przeprowadza śledztwo dotyczące śmierci ciężarnej kobiety, znalezionej obok kościoła, w którym pracowała.

Gdy policjant z wydziału Policji konnej Nowego Jorku zostaje zestrzelony ze swojego konia, detektyw Mac Taylor i jego ekipa przeczesują miasto w poszukiwaniu podejrzanych. Jedynym niewielkim śladem jest kula, która utkwiła w ciele konia. Mac musi podjąć bolesną decyzję, czy uratować zwierzę, czy wydobyć i zbadać ślad zbrodni. W międzyczasie, w dzielnicy Queens, zabójstwo młodego człowieka, kieruje Aidena Burna do włoskiej restauracji, która "wypieka" znacznie więcej niże tylko pizzę.

Brutalne zadźganie na śmierć młodej kobiety kieruje detektywów Maca Taylora i Stellę Bonaserę do Stuyvesant, dzielnicy Nowego Jorku zamieszkiwanej przez klasę średnią. Sąsiadka, pokryta krwią, wydaje się być zabójcą. Ale pod przykrywką mroku, nie wszystko jest tym, czym się wydaje, Mac zagłębia różnicę pomiędzy nieprzytomną motywacją a przytomnym działaniem.

Śmiertelne porażenie prądem młodego mężczyzny na torach nowojorskiej kolejki w Brooklynie prowadzi detektywów Maca Taylora i Stellę Bonaserę w świat sportów ekstremalnych, gdzie podejmowanie ryzyka jest częścią gry. Na Manhatanie, detektyw Danny Messer jest w trakcie rozgrywania gry innego rodzaju, gdy przeprowadza śledztwo dotyczące zabójstwa dealera sztuki, który właśnie sprzedał obraz, który rzekomo został zniszczony w wyniku pożaru 190 lat temu. Ponadto, gdy robotnik nienależący do związków zawodowych zostaje znaleziony martwy w Queens, Aiden Burn dowiaduje się jak ryzykowne są roboty budowlane, które przekraczają miejsce budowy.

Właściciele psów stają się głównymi podejrzanymi w śledztwie dotyczącym morderstwa, gdy detektyw Mac Taylor bada śmierć trenera psów. W międzyczasie, detektywi Stella Bonasera i Danny Messer śledzą zabójcę kuriera rowerowego, który przewrócił się na ulicach Manhattanu, po tym ja został dźgnięty nożem w godzinach szczytu. Ekipa stawia bariery, aby przebadać miejsce zbrodni, które miało miejsce gdzieś na przestrzeni 4,8 mil trasy kuriera.

Śledztwo dotyczące zabójstwa przez pobicie dzieciaka z przedmieścia, znalezionego w zaśnieżonych lasach parku Van Cortland prowadzi ekipę CSI Nowy Jork do Tanglewood, siedziby małej grupy gangsterów. Danny Messer, pochodzący z tej okolicy, wierzy, że ta okolica jest nie tylko miejscem, ale i lokalną kulturą. Sprawa bierze inny obrót, gdy detektyw Mac Taylor odkrywa, że korzenie Danny’ego związane z Tanglewood, mogą być głębsze niż może sobie to wyobrazić. W innej części miasta, Danny Messer i Aiden Burn prowadzą śledztwo innego rodzaju, gdy kobieta z azjatyckiego salonu masażu zostaje znaleziona martwa, w wyniku tajemniczego uderzenia.

Detektywi Mac Taylor i Stella Bonasera odkrywają ciało nastolatka wciśnięte w niewielkie pudło o wymiarach ok. 60cm x 60 cm x 60 cm, zakopane w piaskach Coney Island. To niezwyczajne zakopanie ciała staje się jeszcze bardziej dziwne, gdy detektywi dowiadują się, że żadna z kości ofiary nie została złamana. Dowody z pudełka prowadzą ekipę CSI Nowy Jork do miejskiego cyrku. Tam znajduje się rozwiązanie tej tajemnicy. W międzyczasie, basen wypełniony krwią w apartamencie w Soho, prowadzi detektywa Danny Messera do poszukiwania zaginionej kobiety, która zostaje znaleziona martwa w swoim mieszkaniu.

Detektywi Mac Taylor i Danny Messer znajdują się na tropie nieuchwytnego zabójcy panny młodej, która pada martwa podczas dnia ślubu. Jak pokazuje sprawa, detektywi odkrywają, że ofiara mogła wybrać sukienkę zabójczyni. Na Staten Island, trwa sprawa byłego wojskowego, który zostaje znalezionyo martwy w opuszczonym zakonie. Brzmi to jak lokalna opowieść o duchach, ale detektywi Stella Bonasera odkrywają, że zbrodnia jest prawdziwa, a jej motywem była zemsta.

Osiemnastokołowa ciężarówka opuszczająca port w Nowym Jorku jest nie tylko celem napadu rabunkowego, ale też doskonałą przykrywką morderstwa. Podczas przeszukania pojazdu, detektywi Mac Taylor i Stella Bonasera odkrywają ciało pod dziesięcioma tonami metalu. Poszukując odpowiedzi, detektywi CSI Nowy Jork nawigują niebezpieczny świat nowojorskich dokerów. Danny Messer i Aiden Burn przeprowadzają śledztwo innego rodzaju, gdy ciało nagiej kobiety prowadzi ich do zapuszczonego półświatka seksualnego fetyszyzmu na Manhatanie, gdzie ich pojęcie "normalności" zostaje odwrócone do góry nogami. Ofiara miała fetysz Fornifilii, była silnie przywiązana do składanego dachu samochodu i zginęła, gdy jej mąż stracił panowanie nad autem.

Gdy gang młodych przestępców morduje właściciela prestiżowego sklepu z winem na Bronksie, CSI musi rozpracować ślady, które ostatecznie doprowadzą ich do kogoś związanego ze zbrodnią. Przed śmiercią, właściciel sklepu składa zeznanie na policji, wskazując tych, którzy go zaatakowali, jako gang młodych ludzi. Temperamenty rozbłyskują, gdy do sprawy dołącza detektyw Flack, długoletni mentor i przyjaciel sierżanta Gavina Morana, który pierwszy dotarł na miejsce zbrodni. W międzyczasie, Danny i Aiden przeprowadzają śledztwo dotyczące śmierci wpływowego producenta filmowego znalezionego martwego na markizie swojego apartamentowca w Chelsa.

Uroczystość wydania raportu o korupcji policyjnej kończy się we krwi, gdy strzały padają na 65. piętrze budynku na Manhatanie. Wśród zabitych jest jeden z ludzi Precint. W celu znalezienia mordercy Mac Taylor i ekipa CSI Nowy Jork muszą wyśledzić nieuchwytnego snajpera z wypełnionym bronią helikopterem. Maszynę prowadził zazdrosny inspektor spraw wewnętrznych, który stracił żonę, gdyż odeszła do komisarza. W Queens, detektywi Danny Messer i Aiden Burn prowadzą śledztwo zabójstwa cygana - kierowcy taksówki, który jeździł po okolicach, po których inni bali się poruszać. Dowiadują się, że kierowca stracił życie, gdy starał się bronić striptizerkę przed gwałcicielem. Ta sprawa daje Danny’emu i Aidenowi poważną lekcję życia - pokazując prawdziwych bohaterów w codziennym życiu miasta.

Detektywi Mac Taylor i Stella Bonasera odkrywają ciało kobiety wśród prześcieradeł w przemysłowej pralni chemicznej. Ślady prowadzą ich do dyplomaty ONZ i mężczyzny, który wraca do morderstwa, którego dyplomata dokonał dziesięć lat temu, udowadniając, że "ten, kto ma cierpliwość zobaczy zemstę". Dwoje szwedzkich turystów zostaje ogromnie zaskoczonych, gdy wkładając pieniądze do słoika na napiwki ulicznemu wykonawcy "statuy ludzkiej", zauważają, że jest on martwy. Kiedy autopsja udowadnia, że mężczyzna zmarł z przyczyn naturalnych, Danny Messer staje się zdeterminowany, aby odkryć, kto użył ciała bezdomnego mężczyzny do pozowania, jako ludzka statua i dowiaduje się, że to uliczny performer, który chciał sobie zrobić dzień wolny.

Napaść i morderstwo studenta collegu każe detektywom Macowi Taylorowi i Stelli Bonaserze iść tropem China White, heroiny, która trafiła w nieodpowiednie ręce. Na ulicach Nowego Jorku, ten narkotyk mógłby okazać się śmiertelny. Powoduje to, że Mac i Stella zajmują się do poszukiwaniem heroiny, aby nie trafiła w niepowołane ręce i nie doprowadziła do śmierci. Wszyscy są zaangażowani w poszukiwania narkotyku na terenie collegu, gdy ekipa CSI Nowy Jork trafia w collegu do dziewczyny, która znalazła te narkotyki w torebce kupionej od ulicznego handlarza. Ponieważ rodzice zamrozili jej karty kredytowe, dziewczyna sprzedaje narkotyki dla łatwego zysku. Nie zdaje sobie jednak sprawy, że handlarz był dilerem, który kolportował trudny produkt ukazując go w dobrym świetle, ale Mac i Stella wiedzą, że ten handlarz udowadnia tylko, że "Coś czego nie znasz, może Cię zranić".

Gdy uzbrojony mężczyzna zostaje odkryty na zabezpieczonym miejscu zbrodni, rutynowe śledztwo Danny’ego Messera staje się pogonią wzdłuż tuneli metra Nowego Jorku. Złapany w krzyżówce, Danny otwiera ogień, ale w trakcie śledztwa dowiaduje się, że mężczyzna, którego zastrzelił jest policjantem działającym pod przykrywką. Oficerowie i świadkowie wierzą, że Danny zabił złego człowieka i do Maca należy udowodnienie, że było odwrotne. W innym krańcu miasta, morderstwo niani prowadzi Stellę Bonaserę do świata kobiet, które zajmują się dziećmi z bogatej dzielnicy Upper Westside. Odkrywa ona, że ofiara próbowała wycofać się z kółka niań dokonujących kradzieży, gdy jedna z nich ją zabiła.

Kiedy śledztwo dotyczące zabójstwa zderza się z znalezieniem martwego ciała fana drużyny koszykówki z Bostonu na parkingu w Nowym Jorku, detektyw Stella Bonasera odkrywa, że obydwie ofiary miały ze sobą coś wspólnego: nowojorski sport. Gdy członek grającej drużyny zostaje poniżony w trakcie meczu, rzuca on szybką piłkę w kierunku fana, psując mu tym samym humor. Mac musi osobiście stawić czoła, gdy oskarżony podczas rozprawy wmawia, że ekipa CSI: Nowy Jork "źle to zrozumiała".

Gdy zwykłe śniadanie zmienia się w strzelaninę, detektyw Mac Taylor musi poskładać w całość elementy tej zbrodni. Mac idąc po śladach dociera do federalnego informatora z "kartą-dającą-wolność-z-więzienia" i "dziewięcioma życiami". Aby go zatrzymać, Mac i Stella Bonasera muszą złamać zasadę i uczynić informatora bezużytecznego dla federalnych.