La police réouvre l'enquête sur l'assassinat d'un garçon tué en 1976, lorsque des os sont retrouvés sous les fondations d'une maison démolie.

Le docteur Samantha Ryan enseigne la pathologie à Cambridge mais travaille également pour la police en qualité de médecin légiste.

À New York, Mack Taylor dirige une brigade d'experts en chimie, biologie, physique, mécanique et médecine. Ces experts mettent leur savoir au service de la justice. Le bras droit de Mac Taylor, Stella Bonasera, le seconde avec toute la passion qu'elle met dans son travail. Leur équipe se compose de Danny Messer, né à Brooklyn, d'un médecin légiste, un ancien chirurgien qui s'est reconverti après les décès de deux de ses patients, de Don Flack, impatient et fougueux, et d'Aiden Burn, jolie jeune femme capable de s'adapter à toutes les situations.

Au sein de la police de Philadelphie, le Lieutenant John Stillman, mais aussi les inspecteurs Lilly Rush, Scotty Valens, Nick Vera, Will Jeffries et Kat Miller font partie d'une brigade spéciale, enquêtant sur des affaires passées et qui ont été classées à l'époque malgré le fait qu'elles soient non résolues. Cette équipe va alors interroger les témoins, dont les vies ont bien changées depuis le meurtre, tenter de trouver de nouveaux indices et faire appel aux nouvelles technologies qui pourront lui apporter quelques réponses.

Au cœur de Londres, un appel anonyme précipite deux brillants policiers — une jeune femme au début de sa carrière et un homme bien placé déterminé à protéger son héritage — dans un combat pour rectifier une ancienne erreur judiciaire.

À Las Vegas, un groupe d'experts scientifiques de la police recueille des indices sur les scènes de crime pour résoudre des enquêtes complexes. Un temps conduite par Gil Grissom, un entomologiste qui garde toujours son sang-froid, l'équipe enchaîne les affaires délicates : meurtres sanglants, viols, disparitions, leur taux d'efficacité est impressionnant. D.B. Russell, qui prend la suite des opérations après le départ de Gil Grissom et l'intérim de Raymond Langston, tente de maintenir la réputation d'excellence du service.

Malcolm Bright est un criminologue reconnu, qui connaît la façon de penser des tueurs et comprend le fonctionnement de leur esprit. Pourquoi ? Parce que son père était l'un des pires tueurs en série : Le Chirurgien. Grâce à son génie tordu, le jeune homme aide la police de New York à résoudre des crimes.

Cette série met en scène les enquêtes de l'inspecteur principal Jane Tennison qui doit se battre au quotidien pour s'imposer et se faire respecter dans un milieu essentiellement masculin.