在尼比鲁星球探查期间，企业号舰长柯克为营救史波克几乎危及全舰队员的生命，他也为此付出代价不久，伦敦发生一起恐怖袭击事件。该事件的始作俑者哈里森来自联盟内部。此后他驾驶飞机袭击了高层会议，派克将军不幸遇难。为了阻止哈里森的阴谋，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。当他们最终找到哈里森，才终于知晓他的真实身份，以及伦敦袭击事件背后的阴谋和黑幕