เหล่าลูกเรือถูกไล่ล่าโดยสัตว์แปลงร่างที่ดูดกินเกลือจากมนุษย์ เมื่อมันถูกนำขึ้นยานโดยไม่ตั้งใจ สก็อตตี้จึงต้องตัดสินใจบางอย่าง

ชาร์ลี วัยรุ่นที่มีพลังจิตแกร่งกล้าได้ขึ้นมาบนยาน แม้จะต้องการให้คนอื่นชอบ แต่เขากลับทำร้ายคนอื่นจนกระทั่งเคิร์กได้ล่วงรู้ถึงความลับของเขา

เคิร์กและสป็อคมาสอบสวนเกี่ยวกับโศกนาฏกรรมของสตาร์ฟลีท เพื่อนของเคิร์กได้รับพลังดุจดั่งเทพเจ้า เคิร์กจึงต้องวางแผนที่เสี่ยงอันตรายเพื่อหยุดเขา

ไวรัสทำให้ลูกเรือยานเอนเทอร์ไพรซ์ควบคุมตัวเองไม่ได้ ซูลูชักดาบขู่ลูกเรือ สป็อคเอาแต่ร้องไห้และโบนส์ก็ค้นหายาแก้

เครื่องขนส่งลำเลียงของเอนเทอร์ไพรซ์เกิดทำงานผิดพลาดและส่งเคิร์กขึ้นมาพร้อมกับแฝดที่ชั่วร้าย หลังจากนั้นเคิร์กและลูกเรือก็ไปติดยู่บนดาวเคราะห์ที่หนาวเหน็บ

เคิร์กและลูกเรือเข้าช่วยแฮร์รี่ มัดด์ กับ "เจ้าสาวทางไปรษณีย์" อีกสามคนจากบริษัทจัดหาคู่ มัดด์พยายามหยุดยั้งไม่ให้เคิร์กพาเขาไปลงโทษ

การพยายามค้นหาโรเจอร์ นักวิทยาศาสตร์ชื่อก้องของยานเอนเทอร์ไพรซ์นำเคิร์กไปสู่ดาวเคราะห์ร้างที่โรเจอร์อาศัยอยู่กับแอนดรอยด์ที่เหมือนมนุษย์สองตัวเข้ามาจู่โจมเคิร์ก

ยานเอนเทอร์ไพรซ์มาถึงดาวเคราะห์ที่เชื้อไวรัสทำให้มนุษย์มีสภาพเหมือนเด็ก เมื่อเคิร์กกับลูกทีมตกเป็นเหยื่อ มีเพียงโบนส์เท่านั้นที่จะช่วยได้

หมอวิปลาสจากอาณานิคมคุมขังนักโทษคนหนึ่งแอบหนีขึ้นยานเอนเทอร์ไพรซ์ เมื่อเคิร์กสอบสวนเรื่องนี้ เขากลับถูกผู้อำนวยการที่คลุ้มคลั่งของอาณานิคมล้างสมอง

ยานเอนเทอร์ไพรซ์หลุดรอดจากยานต่างดาวของบาล็อกได้อย่างหวุดหวิด แต่เมื่อบาล็อกส่งสัญญาณขอความช่วยเหลือ เคิร์กและลูกทีมจึงกลับไปช่วยเขา

ระหว่างการพิจารณาคดีของสป็อคในศาลทหาร ภาพวิดีโอการพบปะระหว่างกัปตันไพค์กับชาวโทโลเซียที่มีพลังจิตเปิดเผยถึงแรงจูงใจของสป็อคสำหรับการปล้นยาน

โคดอส ฆาตรกรสังหารหมู่ที่หลบหนีอยู่เป็นนักแสดงบทประพันธ์ของเชคสเปียร์ในศตวรรษที่ 23 เมื่อเพื่อนถูกฆาตกรรม เคิร์กจึงขอให้คณะละครเชคสเปียร์ช่วยตามสืบ

หลังจากยานนกศึกของโรมูลันทำลายฐานที่มั่นของสหพันธ์ เอนเทอร์ไพรซ์จึงต้องติดตามไล่ล่า ความเหมือนของชาวโรมูลันกับชาววัลแคนทำให้คนอื่นเขม่นสป็อค

เอนเทอร์ไพรซ์ลงจอดที่ดาวเคราะห์ที่สวยงามเพื่อพักผ่อน แต่กลับถูกซามูไรและอัศวินกระหายเลือดทำลายความสงบ

สป็อค โบนส์ สก็อตตี้ และคนอื่นๆต้องจอดยานฉุกเฉินบนดาวเคราะห์และถูกยักษ์ดุร้ายโจมตี สป็อคเสี่ยงชีวิตของทุกคนเพื่อหาโอกาสรอดที่มีเพียงน้อยนิด

เมื่อเอนเทอร์ไพรซ์ถูกยึดไปบนดาวเคราะห์ที่ถูกปกครองโดยเอเลี่ยนที่เอาแต่ใจและคลั่งไคล้นโปเลียน เคิร์กเสนอแลกชีวิตตัวเองกับอิสรภาพของลูกเรือ

มนุษย์ต่างดาวลักพาตัวเคิร์กและกอร์น ผู้เป็นมนุษย์กิ้งก่าอันดุร้าย เคิร์กและกอร์นจะต้องสู้กันจนตายไปข้างหนึ่งเพื่อช่วยชีวิตลูกเรือ แต่เคิร์กกลับปฏิเสธ

ดาวทมิฬส่งเอนเทอร์ไพรซ์กลับไปยังช่วงปี 1960 บนโลก แต่ก่อนที่พวกเขาจะได้กลับมา เคิร์กและลูกเรือจะต้องทำลายหลักฐานทุกอย่างว่าเคยไปที่นั่นเสียก่อน

หลังจากเจ้าหน้าที่คนหนึ่งเสียชีวิตเพราะอุบัติเหตุไม่คาดฝัน หลักฐานคอมพิวเตอร์บ่งชี้ว่าเป็นความผิดของเคิร์ก แต่หลักฐานที่ศาลทหารเผยว่าเคิร์กถูกใส่ร้าย

เมื่อเอนเทอร์ไพรซ์เดินทางไปยังดาวเคราะห์ที่ยานอวกาศของสตาร์ฟลีทหายไปเมื่อหลายปีก่อน พวกเขาจึงพบคอมพิวเตอร์ทรราชย์ที่ปกครองประชาชนอย่างกดขี่

เอนเทอร์ไพรซ์ต้องพบกับกลุ่มยอดมนุษย์อันโหดร้ายที่นำโดย ข่าน นูเนียน ซิงห์ ผู้ซึ่งสู้กับเคิร์กเพื่อควบคุมอำนาจ ทำให้เพื่อนร่วมงานที่ซื่อสัตย์กลับมาเป็นปรปักษ์กับสตาร์ฟลีท

เมื่อมาถึงดาวเคราะห์ที่กำหนดชะตาให้สมาชิกลูกเรือต้องตาย เคิร์กจึงได้รู้ว่าพวกเขาตกอยู่ในสงครามเสมือนจริงที่มีการฆ่าตัวตายเพื่อหลีกเลี่ยงการต่อสู้

เอนเทอร์ไพรซ์ลงจอดบนดาวเคราะห์ที่ทุกคนกลายเป็นคนหัวอ่อนและรักใคร่กันและกัน จากนั้นไม่นานเคิร์กก็ได้รู้สาเหตุ

เมื่อสัตว์ประหลาดฆ่าชายหลายคนในอาณานิคมเหมือง เคิร์กและสป็อคจึงต้องมาสืบสวน สป็อคได้รู้ว่าสัตว์ประหลาดตัวนี้สติปัญญาและมีแรงจูงใจที่มีเหตุผล

เคิร์กพยายามสร้างฐานสังเกตการณ์บนดาวเคราะห์ที่เป็นที่อยู่ของชาวออร์กาเนียดึกดำบรรพ์ เมื่อพวกคลิงออนเข้าโจมตี ชาวออร์กาเนียจึงต้องแสดงวิวัฒนาการของพวกเขาที่แท้จริง

เคิร์กได้พบกับลาซารัสที่อ้างว่าเขากำลังไล่ตามตัวเองจากภพคู่ขนานผ่านมิติและเวลาและถ้าเคิร์กไม่ช่วยเขา จักรวาลหลายภพอาจถึงคราวเคราะห์

โบนส์ท่องเวลากลับไปที่อเมริกาในช่วงปี 1930 และได้ทำลายอนาคตโดยไม่ตั้งใจ เคิร์กและสป็อคจึงต้องเดินทางกลับไปที่นั่นเพื่อแก้ไขความเสียหาย แต่แล้วเคิร์กกลับไปตกหลุมรัก

บนดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่ง มนุษย์ต่างดาวที่เหมือนอะมีบาได้ฆ่าพี่ชายของเคิร์กและทำให้สป็อคติดเชื้อ แต่ยาแก้ของโบนส์มีผลข้างเคียงที่คาดไม่ถึง