ในศตวรรษที่ 23 ในขณะที่ ยูเอสเอส แคลวิน ยานอวกาศของสหพันธ์ กำลังตรวจสอบ "พายุฟ้าคะนอง" ในอวกาศ ยานอวกาศโรมูลัน เนราดา โผล่ออกมาจากพายุและโจมตี แคลวิน เอเยล ต้นเรือของ เนราดา ต้องการให้กัปตันโรบาวของ แคลวิน เดินทางมาที่ยาน เนราดา เพื่อเจรจาหยุดยิง โรบาวถูกถามเรื่องวันที่ดวงดาวปัจจุบันและ "เอกอัคคราชทูตสป็อก" ซึ่งเขาไม่รู้จัก ทำให้ นีโร กัปตันยาน เนราดา ฆ่าโรบาว และดำเนินการโจมตี แคลวิน ต่อ จอร์จ เคิร์ก ต้นเรือของ แคลวิน สั่งให้ลูกเรืออพยพ รวมไปถึง วิโนนา ภรรยาที่กำลังตั้งครรภ์ใกล้คลอดของเขา โดยเขาจะควบคุมยาน แคลวิน ไปชนกับ เนราดา และสละชีวิตตัวเองเพื่อให้วิโนนาและลูกเรือคนอื่น ๆ รอดชีวิต หลังวิโนนาให้กำเนิดลูกของพวกเขา จอร์จและวิโนนาตั้งชื่อเขาว่า เจมส์ ที. เคิร์ก

สิบเจ็ดต่อมาบนดาวเคราะห์วัลแคน สป็อกวัยหนุ่มได้รับการตอบรับเข้าร่วมสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งวัลแคน แต่สถาบันกลับมองว่าการที่เขามีแม่เป็นมนุษย์ (อะแมนดา) คือ "ข้อเสีย" เขาจึงไปเข้าร่วมสตาร์ฟลีตแทน บนโลก เคิร์กกลายเป็นหนุ่มที่บ้าบิ่นแต่ฉลาด เขาพบกับนีโอตา อูฮูราในบาร์ ก่อนที่เขาจะต่อสู้กับเหล่านักเรียนสตาร์ฟลีตที่มาพร้อมกับเธอ เคิร์กพบกับ กัปตัน คริสโตเฟอร์ ไพค์ โดยเขาให้แนะนำให้เคิร์กสมัครเรียนสถาบันสตาร์ฟลีต ที่นั่น เคิร์กได้พบและเป็นเพื่อนกับหมอ เลเนิร์ด แมกคอย

สามปีต่อมา นาวาโทสป็อกกล่าวหาเคิร์กนั้นโกงแบบทดสอบ โคบายาชิ มารุ เคิร์กระบุว่าการโกงเป็นสิ่งที่ยอมรับได้ เนื่องจากแบบทดสอบถูกออกแบบมาให้ไม่สามารถเอาชนะได้ การพิจารณาคดีถูกขัดจังหวะด้วยสัญญาณความขอความช่วยเหลือจากวัลแคน เนื่องจากกองยานหลักอยู่นอกระยะ จึงจำเป็นต้องกองกำลังของนักเรียนสตาร์ฟลีต แมกคอยและเคิร์กขึ้นยานอวกาศ ยูเอสเอส เอ็นเตอร์ไพรส์ ของกัปตันไพค์ เมื่อเดินทางใกล้ถึงวัลแคน เคิร์กรู้ว่า "พายุฟ้าคะนอง" ที่เกิดขึ้นใกล้กับวัลแคนนั้น คล้ายกับพายุที่เกิดขึ้นเมื่อตอนที่เขาเกิด เคิร์กเข้าไปห้องบังคับการเพื่อโน้มน้าวไพค์ว่าสัญญาณขอความช่วยเหลือนั้นเป็นกับดัก

เมื่อ เอ็นเตอร์ไพรส์ เดินทางมาถึง พบว่ากองยานที่มาถึงก่อนหน้านี้ถูกทำลายทั้งหมดและ เนราดา กำลังเจาะแก่นของวัลแคน เนราดา โจมตี เอ็นเตอร์ไพรส์ ก่อนที่นีโรจะสั่งหยุดยิงและให้กัปตันไพค์ขึ้นยาน เนราดา เพื่อเจรจา ไพค์สั่งให้สป็อคเป็นรักษาการกัปตันและเลื่อนขั้นเคิร์กให้เป็นต้นเรือและสั่งให้เคิร์ก, ฮิคารุ ซูลูและต้นกล โอลสัน ทำการกระโดดจากอวกาศเพื่อไปปิดเครื่องขุดเจาะ[5][6] โอลสันพลาดท่าถูกฆ่าเสียชีวิต เคิร์กกับซูลูกระโดดลงมาได้สำเร็จและปิดเครื่องดังกล่าว แต่นีโรได้ปล่อย "สสารแดง" ลงไปในแก่นของวัลแคน ทำให้เกิดหลุมดำเทียมภายในดาวและทำลายวัลแคน สป็อคบีมลงไปที่วัลแคน เพื่อพยายามช่วยพ่อของเขา (ซาแรค) และเหล่าสภาสูง แต่เขาช่วยอะแมนดา แม่ของเขาไม่สำเร็จ เนื่องจากเธอตกลงไปก่อนที่ เอ็นเตอร์ไพรส์ จะล็อกและบีมเธอขึ้นมาได้ทัน

ขณะที่ เนราดา กำลังเดินทางไปโลก นีโรทรมานไพค์เพื่อให้เขาเปิดเผยรหัสป้องกันของโลก สป็อคปล่อยเคิร์กทิ้งไว้ที่ดาวเดลตาเวกา หลังเคิร์กพยายามก่อการกบฏ เคิร์กพบกับสป็อควัยแก่ที่นั่นและอธิบายว่า เขาและนีโรมาจากอนาคตอีก 129 ปี ข้างหน้า ในอนาคตนั้น โรมูลัส ดาวของโรมูลัน ถูกคุกคามโดยซูเปอร์โนวา สป็อคพยายามใช้ "สสารแดง" เพื่อสร้างหลุมดำเทียมและดูดกลืนซูเปอร์โนวา แต่ล้มเหลว โรมูลัสถูกทำลายล้างพร้อมกับครอบครัวของนีโรและชาวโรมูลัน เนราดา และยานของสป็อคถูกดูดเข้าไปในหลุมดำ ทำให้ย้อนเวลากลับมาในอดีต นีโรปล่อยสป็อคทิ้งไว้ที่ดาวเดลตาเวกา เพื่อให้เขาดูการทำลายล้างของดาววัลแคน เพื่อเป็นการล้างแค้น

เคิร์กกับสป็อควัยแก่เดินทางไปที่หน้าด่านของสตาร์ฟลีต พวกเขาพบกับมอนต์กอเมอรี สกอตต์ เขาวางแผนหาทางให้เคิร์กบีมกลับไปที่ยาน เอ็นเตอร์ไพรส์ ขณะที่กำลังวอร์ฟ ด้วยความช่วยเหลือของสป็อควัยแก่ เคิร์กยั่วยุให้สป็อควัยหนุ่มโจมตีเขา จากคำแนะนำของสป็อควัยแก่ เพื่อบังคับให้สป็อควัยหนุ่มสละตำแหน่ง เนื่องจากภาวะอารมณ์ไม่มั่นคงที่จะปฏิบัติหน้าที่ต่อ และมอบตำแหน่งรักษาการกัปตันให้เคิร์ก หลังสป็อคพูดคุยกับซาแรค เขาตัดสินใจช่วยเคิร์ก ขณะที่ เอ็นเตอร์ไพรส์ กำลังซ่อนตัวในกลุ่มก๊าซเมฆของ ไททัน เคิร์กและสป็อคบีมเข้าไปในยาน เนราดา สป็อคใช้ยานของสป็อควัยแก่ทำลายเครื่องขุดเจาะ เคิร์กต่อสู้กับนีโรและเอเยล เคิร์กฆ่าเอเยลและช่วยเหลือไพค์ สป็อคนำยาน เนราดา ให้ออกห่างจากโลก เอ็นเตอร์ไพรส์ บีมเคิร์ก, ไพค์และสป็อคกลับยาน และใช้ยานของสป็อควัยแก่ชนกับยานของนีโร ทำให้ "สสารแดง" ระเบิด เคิร์กเสนอช่วยเหลือนีโรหลบหนี แต่นีโรปฏิเสธ เคิร์กสั่งให้ระดมยิงไปที่ เนราดา ก่อนจะที่ยานนั้นจะถูกกลืนเข้าไปในหลุมดำ

เคิร์กได้รับการเลื่อนขั้นเป็นกัปตันและได้บัญชาการยาน เอ็นเตอร์ไพรส์ แทนที่ไพค์ ซึ่งได้รับการเลื่อนขั้นเป็นพลเรือตรี สป็อควัยหนุ่มพบกับสป็อควัยแก่และโดยโน้มน้าวให้สป็อควัยหนุ่มนั้นรับใช้สตาร์ฟลีตต่อไป สป็อควัยหนุ่มกลายเป็นต้นเรือภายใต้การบังคับบัญชาของเคิร์ก ขณะที่ เอ็นเตอร์ไพรส์ เดินทางด้วยวอร์ฟ สป็อควัยแก่พูดบรรยาย "อวกาศ พรมแดนด่านสุดท้าย ... ที่ไม่มีใครเคยไปมาก่อน"