После событий предыдущего фильма команда «Энтерпрайза», возглавляемая капитаном Кирком, возвращается на Землю на угнанном клингонском корабле. Их ждёт не триумф, а суд за многочисленные проступки, но куда более страшная новость: к планете приближается огромный инопланетный корабль, посылающий сигналы на языке китов, исчезнувших в 23-м веке.
После триумфального, но тяжёлого победоносного завершения конфликта с Ханом, капитану Джеймсу Керку не остаётся радости от успеха. Цена победы оказалась непомерно высокой — погиб Спок, отдавший свою жизнь ради спасения «Энтерпрайза». Эта потеря оставляет глубокий шрам в душе Керка, а безумие, охватившее его верного друга Мак-Коя, угрожает лишить его ещё одного соратника.
Адмиралу Джеймсу Кирку, великому герою прошлых экспедиций, в статусе командира Академии Starfleet, угрожает не только профессиональный, но и экзистенциальный кризис. Его повседневная рутина нарушается тревожным сигналом с отдалённой планеты, где он сталкивается с призраком своего прошлого — Ханом Нонингом, генетически созданным сверхчеловеком, обладающим гениальным интеллектом, нечеловеческой...