在尼比魯星球探查期間，企業(yè)艦長柯克（克里斯·派恩Chris Pine 飾）為營救史波克（扎克瑞·昆圖 Zachary Quinto 飾）采取了膽大妄為的舉動，幾乎危全艦隊員的生命，他也為此付代價。不久，柯克官復(fù)原職，倫敦發(fā)生一起死亡超過四十人恐怖襲擊事件。該事件的始作者約翰·哈里森（本尼迪克?康伯巴奇 Benedict Cumberbatch 飾）正來自聯(lián)盟內(nèi)部。此后他駕駛機(jī)襲擊了高層會議，柯克最為重的派克將軍不幸遇難。為了止哈里森的外逃陰謀，柯克重率領(lǐng)企業(yè)號啟程追擊。危機(jī)重的旅途，他和艦員、朋友之間信任也受到巨大考驗。當(dāng)他們終找到哈里森，才終于知曉他真實身份，以及倫敦襲擊事件后的陰謀和黑幕…?
