У своєму третьому сезоні команда CSI Майамі залишається відданою справі очищення міста від злочинності, поєднуючи найсучасніші наукові методи з фундаментальними поліцейськими процедурами. На жаль, цього сезону команда переживає глибоку особисту трагедію, коли Тіма Спідла було смертельно поранено під час розслідування справи про вбивство та викрадення. У відповідь на цю втрату Гораціо наймає Райана Вулфа, скрупульозного патрульного з обсесивно-компульсивними нахилами, щоб доповнити їхній слідчий підрозділ.
У найбільш насиченому на сьогоднішній день сезоні команда заглиблюється у низку резонансних справ, серед яких розслідування піратства, викрадення автомобілів, інцидентів зі зброєю, вбивств за участю змій та наслідків цунамі.