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嬴兰月伸出双臂来扶持拉娜瑟丝，拉娜瑟丝并不想起来，可是随着嬴兰月双手的两股温和而又沛然莫可抵御的热流的涌出，她却不由自主的站了起来：“不是我不肯帮你，而是造化金丹的效力并不像你想象的那么巨大，它主要的功用还是在脱胎换骨改变体质，以及治疗创伤方面，对于疾病连我也不清楚是否有效。”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。为了阻止约翰·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。
当他们最终找到约翰·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……
