У третьому сезоні CSI починається боротьба Гріссома з втратою слуху, а Кетрін стикається зі страхом втратити доньку. У співпраці зі своїми колегами, серед яких Сара Сайдл, Воррік Браун, Нік Стоукс і Джим Брасс, Віллоуз і Гріссом заглиблюються в різні справи. Вони розслідують смерть гравця в покер, жорстоке вбивство чирлідерки, смертельний випадок на з'їзді для маленьких людей, смертельне передозування рок-зірки, пограбування ювелірної крамниці, вбивство, пов'язане з мафією, похмуре виявлення тіла, вкритого вогняними мурахами, та стрілянина на дорозі.
Тим часом команда стикається з власною історією, коли вони дають свідчення в суді. Сара бореться з психологічними наслідками вибуху, а під час одного з розтинів Дока Роббінса трапляється помилка, коли прокидається передбачувана жертва.