救難信号を発して現れたUSSエンタープライズから、パイク船長たちがUSSディスカバリーにやってくる。事情を聞くと、エンタープライズは突如宇宙に出現した謎の信号を調べるため、とある座標に向かったところなぜかシステム障害を起こしたのだという。そこで艦隊は、ディスカバリーを調査へ向かわせることにしたらしく……。

バーナムは、以前からスポックが謎の信号を調べていた可能性があるとパイクに伝えるが、スポックの現在の状況を聞かされて愕然とする。そこへ新たな信号が出現したと報告が入り……。

バーナムの元へ突然アマンダがやって来る。アマンダはスポックを訪ねたが会うことも現況を聞くこともできず、彼のファイルを盗んできたのだという。その頃ティリーは、メイにつきまとまれて神経をすり減らし指揮官プログラムの継続にも支障をきたしていた。

エンタープライズの副長が、スポックの件についてひそかに調べを進めて入手した機密情報によってスポックのシャトル位置が判明する。ディスカバリーで追うことにしたパイクだったが、バーナムはアマンダの様子を鑑みてスポックには会わないことにしたと言い……。

スタメッツは必死の調査の末、ティリーの救出作戦を提案する。それは通常空間とネットワークの境界にディスカバリーを留めて、ティリーを連れ戻すというものだった。しかし、ネットワークが船体を侵食してしまうため1時間しか猶予はない。救出のためスタメッツとバーナムがネットワークへ向かうが……。

カルバーとサルーがそれぞれの心身の変化に戸惑っている中、新たな信号が現れる。座標を特定すると、奇しくもそこはサルーの故郷である惑星カミナーの近くだった。カミナーにはケルピアンとバウルの2種族が住んでいるが、サルーは同胞の悪しき伝統に疑問と怒りを感じていた……。

ディスカバリーは宇宙艦隊の指示でカミナー周辺に留まり、信号と天使の消えたあとに残るタキオン粒子を調べることになった。そこは過去・現在・未来が混ざり合う特異点という場を形成していたが……。

バーナムはタロス4号星へ行くことに。そこには幻影を操るタロス人と、昔この星に墜落した船の生き残りであるビーナがいた。以前スポックが、パイク船長とともにタロス4号星を訪れたことがあり……。

ディスカバリーにコーンウェル提督が密かにやってきて、パイクやサルーに艦隊内の不穏な動きについて相談する。それはセクションサーティーワンを運用するパタル提督たちや、戦略決定を行うコンピューターシステム"コントロール"の動向に関するものだった。

ディスカバリーのクルーたちは、未来から襲ってくるAIへの対抗策を話し合う。するとエアリアムが残したものを調べていたティリーが、ダイダロス計画というファイルと赤い天使の生体神経サインを発見し……。

20年前。ドクタリ・アルファの科学施設で、マイケル・バーナムの母親ガブリエルと父親のマイクはタイムトラベルの実験を行おうとしていた。そこへクリンゴンたちがクロノスから持ち去られたタイムクリスタルを追ってやってくる。幼いバーナムは扉に隠れて難を逃れるが……。

4番目の信号が現れる。それはクリンゴン帝国の創始者カーレスを祭る修道院がある、惑星ボレスの近くだった。しかもその修道院はルレルの息子が密かに預けられている場所だった。

ディスカバリーの自爆を決意したパイクたちはエンタープライズへ避難する。ところが球体のデータの自己防衛機能により、自爆も光子魚雷による破壊も不可能だった。

ディスカバリーとエンタープライズの連合軍とリーランドの艦隊との戦いが始まる。連合軍はバーナムが安全な場所までタイムスーツで移動し、ワームホールを開けるまで自分たちに攻撃をひきつける作戦をとる。