砂漠の真ん中でグランドピアノに遺棄された女性の刺殺体が発見される。ピアノの内部と鍵盤上には多数の黒い削りかすのような物と白っぽい薄片が落ちていた。製造番号からこのピアノは１９６６年製で当初の購入者がリド・ライトと判明。シナトラのライブで演奏していたピアニストで、マフィアに射殺されたと言い伝えられる伝説の男だ。捜査を進めるうちにＣＳＩは１９６０年代、すなわち黄金時代のベガスへといざなわれていく。
検視の結果、アリソンは大量出血が死因とされ、カッターナイフのようなもので殺されたと推測された。
鍵盤の間から出た不透明な破片はニカワと断定され、黒い微物はタイルの被膜材などに使うビニールシートと思われ、犯人は建築関係者かもしれないと推理された。
アリソンの所持品のホテルのカードキーから、モーガンがアリソンの部屋を調べ、多数の本やファイルなどの資料を押収。
さらに手帳も発見され、そこには暗号のような数字と文字の羅列があった。
一方、ニックは削り取られていたグランドピアノの製造番号を復元。
その結果、ピアノは1966年製で、購入者はリド・ライトと分かる。
グレッグによると、リド・ライトはフランク・シナトラのライブで演奏していたピアニストで、66年にマフィアのトミー・グラゼッティに射殺されたと言われていた。
しかしこのグランドピアノが定期的にロスの修理工場へメンテナンスに運ばれていることが分かり、サラとブラスがピアノ運送業者で、楽器店にも勤めているレニー・バンダーズに事情を聞きに行く。
彼によると、搬送中に遺体が入っているのに気付いたが、怪しまれると思いピアノを砂漠に捨てたと言う。
そしてピアノの持ち主が、シナトラのそっくりショーをやっている劇場のオーナー、トミー・グラゼッティだと言う。
サラは、アリソンがグラゼッティの過去の殺人を探るうち、何かを突き止めたのではないか？と推測。
ラッセルとグレッグはグラゼッティの劇場へ。
ステージでは、シナトラのそっくりさんジェフがショーの途中。
楽屋を調べると床に血痕があり、ここが殺害現場と考えられた。
そこに、グラゼッティが現れる。
彼は、アリソンから昔のことを聞かれたことがあるが、殺人については否定。
サラが現場検証をしている時、奥の部屋で床に横たわるジェフの姿を見つける。
ジェフはアリソンと知り合いだったことを認めるが、アリバイを主張して殺人を否定。
さらに調べを進めると、66年のリド・ライトが持っていたショーのチラシの指紋が、グラゼッティの指紋と一致。
グレッグは、グラゼッティが実はリドだと気付く。
正体がバレたグラゼッティ（リド）は、66年に本物のトミーが鶏の骨をノドに詰まらせて窒息死したことを話す。
2日後に入隊予定だった本物のリドは、徴兵を免れようとグラゼッティに成りすましたと供述したのだった。
サラの調べで、鍵盤の間にあった黒い微物はレコードの削りカスと判明。
ニカワも検出されていた事から、フランク・シナトラのレアLPの存在が明らかになり、アリソンの手帳に記載されていた数字と文字の羅列が、このLPのID番号だった事が分かる。
ブラスとサラがこのLPを扱っているバンダーズの店へ行くと、2日前にジェフがLPを購入していたことを話す。
彼を署に呼ぶと、アリソンにシナトラのレアLPを探してほしいと頼まれたが、それはグレッグへのサプライズ・ギフトと言われたため彼女を殺したと自供したのだった。