企業號雖被調召回到 23 世紀的地球，但他們卻發現，一股無法阻擋的恐怖力量，不僅從內部摧殘星際聯邦，更讓世界瀕臨毀滅。企業號艦長詹姆士寇克（克里斯潘恩 飾）將領軍對抗戰火連天的世界，並且想方設法緝捕聰明絕頂，而前所未見的神秘星際恐怖份子約翰哈里森（班奈狄克康柏拜區 飾）。企業號所有船員包括大副史巴克（柴克瑞恩杜 飾）、醫療官連納「老骨頭」麥考伊（卡爾厄本 飾）、輪機長蒙哥馬利史考特（賽門佩吉 飾）、通訊官烏胡拉（柔依莎達娜 飾）、舵手蘇魯（周約翰 飾）、契可夫（安東葉欽 飾）還有克里斯多佛派克上將（布魯斯格林伍德 飾），他們過往所相信的價值觀竟開始動搖，不僅愛情受到挑戰，友誼也遭到考驗，在內憂外患的夾擊之下，寇克艦長也將面臨抉擇，而他視如家人的船員也將在這場更為艱險的黑暗戰役裡奮力一戰。