故事发生在二十三世纪,人类已可以进行星际旅行的地步。
史派克,出生自瓦肯星,父亲是瓦肯星外交官,母亲是人类,自小史派克就被同伴们瞧不起,可是史派克非常要强,逻辑能力极强,从小养成了靠逻辑做事的习惯。柯克,是个人类孩子,父亲在一场太空大战中死去,是一位英雄船舰长,尽管只做了12分钟的舰长,却挽救了整个舰队的人。
长大后的史派克学习成绩极为优秀,成为星际联盟学校的一名老师。而柯克,则像个混世小魔头,派克船长找到了他,希望他能继承父亲遗志,成为一名伟大的舰长,柯克和派克达成了约定。在一次演习中,柯克违反了常规的方法却赢得了胜利,然后被送上了军事法庭,要被审判,史派克质疑柯克,柯克不服。突然,瓦肯星向星际联邦发来求救信号,瓦肯星被强大敌人围攻,面临灭绝的危险。
星际联邦立刻派出精锐舰队前往瓦肯星营救,柯克被好友医疗官麦考伊偷偷带上进取号。柯克发现了问题所在,敌人想要围点打援,进取号一旦到来必死无疑。派克舰长立即做出应对,暗黑势力罗慕伦帝国残余势力瓦诺要求派克舰长前来谈判,然后暗中消灭进取号。派克临走前任命史派克为执行舰长,柯克为大副。瓦肯星就这样被瓦诺给灭了,然后史派克想要撤离 保存实力,柯克认为瓦诺下一个目标就是地球,所以要保存自己也要保护地球,因为意见不同,柯克被史派克流放到冰川雪地里了。
在这里柯克遇见了来自未来的史派克,得知了瓦诺和瓦肯星还有罗慕伦帝国的故事,在老年史派克和斯科特的帮助下回到进取号,取代了史派克成为舰长,然后指挥全舰,带着史派克营救派克船长,拯救了地球,杀死了瓦诺。