企业号虽被调召回到23世纪的地球，但他们却发现， 一股无法阻挡的恐怖力量，不仅从内部摧残星际联邦，更让世界濒临毁灭。企业号舰长詹姆士柯克（克里斯·潘恩饰）将领军对抗战火连天的世界，并且想方设法缉捕聪明绝顶，而前所未见的神秘星际恐怖份子约翰哈里森（本尼迪克特·康伯巴奇饰）。 企业号所有船员包括大副史巴克（扎克瑞·昆图饰）、医疗官连纳“老骨头”麦考伊（卡尔·厄本饰）、轮机长蒙哥马利史考特（西蒙·佩吉饰）、通讯官乌胡拉（佐伊·索尔达娜饰）、舵手苏鲁（约翰·赵饰）、契可夫（安东·尤金饰）还有克里斯多佛派克上将（布鲁斯·格林伍德饰），他们过往所相信的价值观竟开始动摇，不仅爱情受到挑战，友谊也遭到考验，在内忧外患的夹击之下，柯克舰长也将面临抉择，而他视如家人的船员也将在这场更为艰险的黑暗战役里奋力一战。