2285年，在与可汗的战斗中受损的联邦星舰进取号返回地球维修。柯克仍沉浸在斯波克牺牲的悲痛中，而麦科伊医生开始出现异常行为，最终被强制送医检查。与此同时，星际舰队下令禁止任何人接近新形成的创世星，并决定让进取号退役。斯波克的父亲沙瑞克突然出现，告知柯克必须将斯波克的遗体带回瓦肯星安息，因为斯波克临死前与麦科伊进行了心灵融合。为完成使命，柯克带领麦科伊、斯科提等老船员冒险劫持即将退役的进取号，突破星际舰队封锁前往创世星。途中他们遭遇克林贡战舰的追击，对方误以为创世星是新型武器。在危机四伏的旅程中，众人不仅要对抗外敌，还要面对内心的挣扎与抉择。