박춘삼 교장이 ‘어린이 형사 학교’를 설립한 지도 어느덧 8년.
‘훌륭한 과학 수사 인재 키우기’라는 설립 이념에 맞게 그동안 명탐정 감전일과 코단, 형사 골롬보 등 현재 전 세계에 이름을 떨치고 있는 많은 인재들을 배출했는데……. 최근 몇 년간 졸업생 중에서 뛰어난 인재가 나오지 않자 형사 학교의 인기도 시들해져, 지난해에는 형사 학교 지원자가 한 명도 없었다. 정말 난감한 상황!
온갖 우여곡절 끝에 박춘삼 교장이 찾아낸 네 명의 아이들. CSI의 리더, 지구과학 형사 나혜성과 CSI의 홍일점, 화학 형사 이요리. 컴퓨터 박사, 물리 형사 한영재. 마지막으로 합류한 생물 형사 반달곰! 각자의 능력도 대단하지만 넷이 함께하면 그 능력이 커지는 아이들이 모인 ‘어린이 과학 형사대 CSI’.
박춘삼 교장에게는 꼭 해결해야 하는 중요한 사건이 남아 있었다. 11년 전에 벌어진 유명 우주인 살인 사건! 실마리를 잡은 듯하면 그 실마리조차 사라져 버리는 미스터리한 사건을 해결해 가는 박 교장과 어 형사.
아이들에겐 비밀로 하고 수사를 진행했지만 눈치 빠른 아이들은 이 사건에 대해 조금씩 알아 가고……. 결국 아이들과 함께 11년 전 사건을 수사하기로 한다. 여기에는 커다란 비밀이 숨어 있었는데, 바로 당시 살해당한 유명 우주인이 혜성이의 친부인 천재인 박사라는 사실!
하지만 그 비밀은 혜성이가 납치되는 사건으로 모두 드러나고, 혜성이는 혼란에 휩싸인다. 마침내 11년 전 사건을 해결하기 위해 미국으로 떠난 CSI 아이들. 그곳에서 만난 코단을 도와 혜성이 아버지를 죽인 범인을 잡을 수 있을까?