A film szakítva az eddigi hagyományokkal a Star Trek kezdetéhez nyúlik vissza, amikor az először megismert Enterprise csillaghajó eredeti legénységével elkezdi emlékezetes pályafutását. Miközben lassan bemutatkoznak a "régi-új" legénység tagjai, velük együtt az aktuális problémák okozóját is megismerjük: a romulán Nero-t, aki egy időhasadékon keresztül csöppen a múltba, hogy ott mindenen és mindenkin átcsörtetve bosszúhadjáratba fogjon az őt ért vélt vagy valós sérelmeken. Garázdálkodását csak a karakán, ifjú James T. Kirk tudná megakadályozni, akinek kapitánnyá is kéne válnia és ehhez nem várt személytől kap segítséget...