Grazie all'aiuto di Lexie la squadra riesce a incastrare LeMonte. Ma il giorno dopo la ragazza scompare e in casa sua ci sono evidenti segni di lotta e sangue. Al club dove lavora, una spogliarellista parla ad Upton di altri casi di omicidio e scomparse di ballerine avvenuti in passato per i quali pero' la polizia non ha fatto niente. Riaprendo i fascicoli del 2016, la squadra scopre di avere a che fare con un serial killer. E' una corsa contro il tempo per cercare di trovare Lexie ancora viva. Intanto Voight scopre che dietro alla negligenza dei colleghi nel 2016 c'e' il sovrintendente Kelton che continua a ostacolare le indagini.