У дев'ятому сезоні CSI команда оплакує втрату свого загиблого колеги, а Гріссом приймає рішення, яке змінює його життя. Протягом цього сезону Сара заглиблюється в розслідування смерті жінки, на яку було скоєно напад дев'ять років тому. До команди приєднується новий криміналіст Райлі Адамс, і Сара з Ніком стають свідками пограбування магазину на Геловін. Гріссом з'являється на суді над Мініатюрним вбивцею, і команда CSI стикається з сумнозвісним серійним убивцею, що призводить до віч-на-віч зустрічі з доктором Реймондом Ленгстоном.
Пристосовуючись до ролі керівника команди, Кетрін береться за розслідування, пов'язані з дивними, жорстокими та неймовірними випадками. Серед них - садо-мазохістське вбивство, вбивство з підпалом, вбивство агента ФБР, дивна смерть, пов'язана із зубною пастою, та смертельний випадок, пов'язаний із мексиканською боротьбою. Тим часом Нік береться за річне розслідування, зосереджене на подіях в убогому мотелі, а Ходжес і Венді вирушають на науково-фантастичний з'їзд.