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　　当邪恶联盟的领导人威胁要摧毁一个叛军星球以获取其资源时，他的女儿别无选择，只能加入叛军一方，为正义而战。

皮卡德舰长获知数据中尉在巴库星球被掳为人质后立刻率进取号前往营救。当他们来到巴库星球，整个星球上只居住了六百名巴库人，与世隔绝、摒弃科技、崇尚和平，过着纯朴的生活；数据被掳不像是巴库人的作风，想必另有隐情。

进取号正在宇宙空间做例行巡航时，舰长皮卡德接到密电，称博格人已联合其他星系的力量，准备向地球发起攻击。由于舰长皮卡德曾受敌方俘虏并同化，星际舰队对其不很信任，故没有派其出战。皮卡德不顾命令，仍然参与战斗，之后进取号跟随博格人的时间漩涡回到21世纪，以阻挡博格人试图改变人类的外星发展史达到征服地球的企图。

在尼比鲁星球探查期间，企业号舰长柯克（克里斯·派恩 饰）为营救史波克（扎克瑞·昆图 饰）采取了胆大妄为的举动，几乎危及全舰队员的生命，他也为此付出代价。不久，柯克官复原职，而伦敦发生一起死亡超过四十人的恐怖袭击事件。该事件的始作俑者约翰·哈里森（本尼迪克特·康伯巴奇 饰）正来自联盟内部。此后他驾驶飞机袭击了高层会议，柯克最为敬重的派克将军不幸遇难。为了阻止哈里森的外逃阴谋，柯克重新率领企业号启程追击。危机重重的旅途，他和舰员、朋友之间的信任也受到巨大考验。

柯克船长（克里斯·派恩 饰）带领企业号继续踏上宇宙探索的旅程，他向老骨头（卡尔·厄本 饰）讲述了自己对于船长身份的忧虑，而在他与最好的朋友史波克（扎克瑞·昆图 饰）互诉衷肠前，他们又接到了一个紧急救援的任务。而神秘敌人剋劳（伊德瑞斯·艾尔巴 饰）开始攻击企业号，而幸存的企业号成员也分散至一个行星上求生。