เรื่องราวเริ่มต้นเมื่อ USS Enterprise และลูกเรือที่นำโดย Captain James T. Kirk (รับบทโดย Chris Pine) ถูกส่งไปยังภารกิจในพื้นที่ลึก เพื่อสำรวจส่วนที่ยังไม่รู้จักของจักรวาล ในระหว่างที่พวกเขากำลังดำเนินการภารกิจ, เรือของพวกเขาถูกโจมตีโดยศัตรูลึกลับที่นำโดย Krall (รับบทโดย Idris Elba), ผู้มีแรงจูงใจในการทำลาย Starfleet และต้องการพลังจากการที่แยกตัวออกจากจักรวาล
เมื่อ Enterprise ถูกทำลายและลูกเรือถูกแยกออกจากกัน, Kirk และเพื่อนร่วมทีมต้องต่อสู้เพื่อเอาชีวิตรอดและหาทางกลับบ้าน ในขณะที่พวกเขาต้องร่วมมือกับ Jaylah (รับบทโดย Sofia Boutella), ชาวต่างดาวที่ช่วยให้พวกเขาหาทางหยุดยั้ง Krall และการวางแผนที่มุ่งหวังจะทำลาย Starfleet
