柯克船长（克里斯・派恩 Chris Pine 饰）和企业号的船员们来到了银河系中未知的一个区域，开始完成他们5年的任务――探索新世界，寻找新物种。却在途中滞留异星，遭遇了当地种族追杀，他们必须找到方法

在尼比鲁星球探查期间，企业号舰长柯克（克里斯・派恩Chris Pine 饰）为营救史波克（扎克瑞・昆图 Zachary Quinto 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

故事主线为布莱德利・库珀饰演的作家罗利 正处在事业高峰期，他声称一位作家丢失已久的作品是自己创作的，但一个神秘人物（杰瑞米・艾恩斯 饰）的出现打乱了他的生活，他将要为偷窃别人创作成果而付出惨重代价。

故事发生在的二十三世纪，人类的科技发展已经到达了可以星际旅行的地步