Captain Christopher Pike (Anson Mount) kommt aus dem selbstgewählten Exil und übernimmt wieder das Kommando über das Raumschiff Enterprise. Grund dafür ist die Rettungsmission eines Offiziers, der selbst während einer Rettungsmission verschollen ist.

Ein Komet droht einen Planeten zu zerstören. Als die Enterprise-Crew einen Aufprall verhindern will, kommen die sogenannten "Shepherds" ins Spiel und fordern, dass die Enterprise sich von dem Kometen fernhält. Schnell muss eine Lösung her, um die Shepherds nicht zu verärgern und den Planeten zu retten.

Nach einer Außenmission ist ein Virus an Bord der Enterprise gelangt. Dieser überträgt sich durch Licht. Während an Bord der Enterprise das reine Chaos ausbricht, bleibt nur Una (Rebecca Romijn) vom Virus verschont, da sie eine Illyrianerin ist, die genetisch verbessert wurde. Derweil sind Pike (Anson Mount) und Spock (Ethan Peck) auf einem Planeten gestrandet.

Während einer routinemäßigen Versorgungsmission zu einer Planetenkolonie wird die U.S.S. Enterprise von einem unbekannten Schiff angegriffen. Pike setzt seine ganze taktische Erfahrung ein, um sich der Krise zu stellen. Lt. Noonien-Singh warnt ihn jedoch, dass der Feind nicht mit konventionellen Mitteln der Sternenflotte bekämpft werden kann. Uhura befindet sich derweil innerhalb ihrer Ausbildungsrotation unter Hemmers Fittiche, als sie sich plötzlich unvorhersehbaren Herausforderungen stellen muss.

Nach der erschütternden Begegnung mit den Gorn befindet sich die Enterprise auf Sternbasis 1. Hier müssen Capt. Pike, Spock und Admiral April hochbrisante, diplomatischen Gespräche mit den R'ongovianern führen. Ebenso kommt Spocks Verlobte T'Pring auf das Schiff. Number One und La'an erfahren von einem Spiel namens Enterprise-Bingo. Der Doc geht angeln und Nurse Chapel muss sich über ihre Beziehung mit Lt. Dever klarwerden, den sie auf der Basis wiedersieht.

Captain Angel nimmt die Enterprise als Geisel und erpresst T'Pring. Im Austausch für Spock und die Enterprise fordert Angel die Freilassung eines Gefangenen. Am Ende können Spock, Chapel und Pike Captain Angel überlisten. Spock offenbart, dass es sich bei dem Gefangenen um seinen Halbbruder Sybok handelt.

Dr. M'Benga durchlebt eine Fantasy-Geschichte, die durch ein mächtiges Bewusstsein ohne Körper zur Realität an Bord des Schiffs wird. Dieses Bewusstsein bietet Dr. M'Benga am Ende an, dessen totkranke Tochter von ihrem Leid zu befreien, sollte sie die Enterprise verlassen und mit dem Bewusstsein leben. M'Benga und seine Tochter verabschieden sich.

Die Crew der Enterprise untersucht ein verlassenes Raumschiff. Die gesamte Crew des Raumschiffs ist tot und schnell erkennen La'An und Co., dass die Gorn für das Massaker verantwortlich sind. Am Ende opfert sich Hemmer, um seine Crew vor einem ähnlichen Schicksal zu retten.

Pike erhält Besuch seines zukünftigen Ichs, das ihm zeigt, warum Pike sein Schicksal, an einen Rollstuhl gefesselt zu sein, unter keinen Umständen abwenden darf. Mithilfe eines Zeitkristalls durchlebt er ein Szenario aus der Zukunft, die eintritt, wenn er sein eigenes Schicksal abwendet. Statt im Rollstuhl zu landen, tritt Pike einen Krieg mit den Romulanern los und verdammt Spock zu dem Schicksal, das sonst ihm vorbestimmt war.