Durante una visita a una colonia de la Tierra, el Doctor McCoy se encuentra con una antigua novia. A pesar de seguir tan atractiva como hace años, la mujer guarda un secreto terrorífico.

El Enterprise recoge a un niño de 17 años, Charles Evans, que ha sido criado por seres alienígenas. La tripulación pronto descubrirá que Charlie cuenta con unos extraordinarios poderes que pueden ser muy peligrosos en manos de una persona de tan corta edad.

El USS Enterprise viaja hasta los límites de la galaxia donde se encuentra con un gran campo de fuerza. Influenciado por este fenómeno físico, uno de los tripulantes adquiere grandes poderes que van aumentando hasta llegar a convertirle en un ser todo poderoso. También es influenciada por este fenómeno una doctora.

Un extraño virus provoca que la tripulación del Enterprise se comporte de un modo extraño, perdiendo todo tipo de vergüenza y comportándose de una forma cada vez más desinhibida. En esta situación, el Enterprise pierde la órbita y va siendo atraído por la gravedad de un planeta.

Una avería en el transportador provoca que el Capitán Kirk se materialice como dos personas diferentes. Una extremadamente malvada y la otra totalmente opuesta. Pronto descubrirán que la dependencia entre uno y otro es mayor de lo que podían imaginar.

El Enterprise rescata a la tripulación de una nave que se encuentra en el interior de un campo de asteroides. Al frente de esta tripulación se encuentra Harry Mudd, uno de los mayores timadores de la galaxia, que, acompañado de tres bellas mujeres, causará grandes problemas al Capitán Kirk.

La tripulación del Enterprise encuentra al Doctor Korby, que está trabajando en un extraño proyecto. Pronto descubrirán que se trata de crear androides idénticos a una persona y capaces de sustituirla, y empieza por el Capitán Kirk.

El Enterprise encuentra un planeta que está habitado solamente por niños. El equipo de salida contrae un extraño virus que mata a los adultos pero que no afecta a los niños.

Kirk descubre que un loco que ha escapado de la Colonia Penal Tántalus es en realidad uno de los miembros del personal psiquiátrico. Este hecho tan extraño le lleva a investigar y descubre que allí se están haciendo una serie de experimentos para controlar la mente.

El Enterprise se enfrenta a una poderosa nave alienígena. Ante la superioridad armamentística del enemigo, Kirk decide inventar que lleva una poderosa arma que destruiría ambas naves como único argumento para sobrevivir.

Kirk, Spock y McCoy visitan al antiguo Capitán Christopher Pike, que estuvo al mando del Enterprise y que se encuentra paralítico y deformado. Tras su encuentro, Spock secuestra el Enterprise para llevarlo a un extraño planeta y se entrega después.

En el transcurso del Consejo de Guerra a Spock, cuenta cómo visitó junto al Capitán Pike el planeta Talos IV y cómo Cristopher Pike fue secuestrado por sus habitantes con el fin de que se aparease con una mujer humana.

Kirk está persiguiendo a un conocido asesino en serie, tras haber sido contactado por una persona que asegura haber sido testigo de sus crímenes. Sospecha que puede estar camuflado en un grupo de actores de teatro.

El Enterprise se enfrenta a una nave romulana. Esta raza no ha sido nunca antes vista con anterioridad y su asombroso parecido con los vulcanianos hace que la tripulación empiece a tener sospechas de Spock.

Durante una visita a un planeta, McCoy cree estar sufriendo una alucinación cuando ve al conejo de Alicia en el país de las maravillas. Pronto descubre que ese planeta tiene la peligrosa capacidad de hacer realidad cualquier pensamiento.

La lanzadera Galileo siete sufre un aterrizaje forzoso en un planeta habitado por unos seres hostiles. Todo intento de comunicarse con el Enterprise para huir se ve frustrado.

El Enterprise encuentra un planeta desconocido en el que habita un ser todo poderoso con grandes poderes psicológicos.

Kirk y un capitán alienígena con forma de reptil son enviados a un planeta por unos seres que pretenden que luchen hasta la muerte para que salven sus vidas y la de sus tripulaciones.

El Enterprise viaja en el tiempo hasta la Tierra del Siglo XX, donde rescatan a un piloto de un avión de combate. Pronto surge el problema de cómo hacer regresar a esta persona sin alterar el futuro del planeta.

Kirk se enfrenta a un Consejo de Guerra, acusado de una negligencia que ha matado a un miembro de su tripulación. Cuando descubre que uno de los miembros del Tribunal es una antigua amante, Kirk teme por el futuro de su carrera, que parece estar acabada.

Durante la visita al planeta Beta III, Kirk y su tripulación descubren una sociedad aparentemente seria hasta la llegada de lo que denominan la Hora Roja.

El Enterprise encuentra a la deriva a la nave SS Bahía Botánica que transporta en estado de hibernación a hombres tratados genéticamente que pertenecen al siglo XX. El líder de esta tripulación es el malvado Khan.

Unos colonos han estado sobreviviendo durante años a una radiación mortal gracias a unas esporas del planeta en el que habitan. La tripulación de Kirk pronto descubre que esas esporas tienen otros efectos mucho más preocupantes.

Kirk y Spock investigan la muerte de varios mineros en el planeta Janus VI. Pronto descubren una extraña criatura que parece ser la causante de esas muertes y gracias a la fusión mental de Spock descubren el motivo que ha llevado a la criatura a matar.

Kirk y Spock se ofrecen para proteger a los habitantes de un planeta que se encuentra entre los límites de la Federación y el Imperio Klingon. Con lo que no cuentan es con la respuesta de una raza llamada Organianos.

El Enterprise contacta con un hombre llamado Lazarus que parece tener una doble personalidad que hace que su comportamiento por momentos parezca el de dos personas diferentes y opuestas.

McCoy se interna en un portal temporal que le lleva a la Tierra del Siglo XX. Conscientes de que las acciones del Doctor pueden cambiar el futuro, Kirk y Spock deciden ir en su búsqueda para traerle de regreso.

McCoy está tratando de ayudar a los habitantes de un planeta que sufre una inexplicable epidemia de locura. Durante el transcurso de los experimentos para tratar de encontrar una vacuna, el Doctor provoca la ceguera de Spock, sin saber cuál ha sido la causa.