В одинадцятому сезоні CSI Ленгстон бореться за своє життя, а Кетрін зустрічається з чоловіком зі свого минулого. У цьому сезоні Віллоуз та її команда стикаються з низкою особистих і професійних викликів, розслідуючи справи про обезголовлення, напад з ножем на ікону Вегаса, жінку, яка страждає на барахолку, напад тиранозавра, випадок розчленування людини, смерть, пов'язану з гідророзривом пласта, вбивство за участю кота і папуги, тіло, знайдене у сміттєвому баку, і смерть агента ФБР.
Тим часом Ґреґ переймається романтичним інтересом до танцівниці бурлеску, Сара протистоїть своїй свекрусі, дружина Рея відвідує Вегас, Нік змушений застрелити підозрюваного, Софія повертається до команди CSI, а Кетрін бореться з втратою контролю над своєю командою в Лос-Анджелесі.