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Der Freeclimber Paul Gizner ist an der Fassade des Empire State Buildings emporgeklettert und vom 34. Stock in den Tod gestürzt. Offenbar hatte er kurz vor seinem Absturz durch ein Fenster des Konferenzraums der Anwaltskanzlei Bishop und Dillard beobachtet, wie Seniorpartner Lee Dillard durch einen Kopfschuss ermordet wurde. Außer ihm scheint der einzige Zeuge der Bluttat eine Stechmücke gewesen zu sein, die Täter und Opfer gestochen hat. Da sich in ihrem Körper neben Dillards DNS das Erbgut eines weiteren Mannes befindet, scheidet Dillards Ehefrau Brenda als Täterin zunächst aus. Weitere Verdächtige sind Dillards Sozius Eli Bishop, den ein Handabdruck auf dem Konferenztisch belastet, und Assistent Adam Sorensen, der von Dillard schikaniert wurde. Doch auch Brenda – zwischen ihr und Dillard war es kurz vor der Tat zu einem Streit gekommen – und Dillards Ex-Frau Connie Williams haben ein Motiv – und hätten jemanden mit dem Mord beauftragen können. Das CSI-Team muss ganze Arbeit leisten, um schließlich den wahren Täter zu überführen.
Schmuckdesigner Whitman Price wird mit einem brillantenbesetzten BH am Körper tot aufgefunden. Das wertvollste Stück des acht Millionen Dollar teuren Ensembles fehlt: ein 50 Karat-Diamant. In der Speiseröhre des Toten finden die Ermittler ein Imitat des Steins. Price war daran erstickt, nachdem er einen Schlag auf den Brustkorb erhalten hatte. In Verdacht gerät Model Nicole Jordan, die den echten Diamanten gegen das Imitat ausgetauscht hatte. Sie hat für die Tatzeit jedoch ein Alibi...
Unterdessen bittet Aiden ihren Vorgesetzen Mac, sie für die Aufklärung eines Sexualdelikts freizustellen. Regina Moore wurde bereits zum zweiten Mal von demselben Mann vergewaltigt, doch dem mutmaßlichen Täter DJ Pratt kann mangels Spuren nichts nachgewiesen werden. Aiden gerät in Versuchung: Soll sie ein Haar des Täters auf Reginas Kleidung platzieren, um ihn endlich dingfest machen zu können?
Anders als „CSI – Den Tätern auf der Spur“ und „CSI: Miami“ konzentriert sich „CSI:NY“ aber nicht nur auf die oft spektakulären Kriminalfälle, sondern auch auf die Charaktere. Angeführt wird das New Yorker CSI-Team von Detective Mac Taylor, einem aus Chicago stammenden ehemaligen Marine Corps-Offizier, der bereits viele Abteilungen innerhalb des NYPD durchlaufen hat und schließlich als einer der weltweit renommiertesten Kriminalisten bei der CSI-Truppe gelandet ist. Er hat bei den Anschlägen des 11. September seine Frau verloren, und die Trauer sitzt noch immer tief.