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。不久，柯克官复原职，而伦敦发生一起死亡超过四十人的恐怖袭击事件。该事件的始作俑者约翰·哈里森（本尼迪克特·康伯巴奇 Benedict Cumberbatch 饰）正来自联盟内部。此后他驾驶飞机袭击了高层会议，柯克最为敬重的派克将军不幸遇难。为了阻止哈里森的外逃阴谋，柯克重新率领企业号启程追击。危机重重的旅途，他和舰员、朋友之间的信任也受到巨大考验。 当他们最终找到哈里森，才终于知晓他的真实身份，以及伦敦袭击事件背后的阴谋和黑幕……
瑞秋·罗伯茨,西尔莎·罗南,黛安·克鲁格,斯蒂芬·里德尔,杰伦·摩尔,斯蒂芬·康洛伊,马库斯·里尔·布朗,Michael L. Parker,菲尔·奥斯汀,钱德勒·坎特布瑞,J·D·埃弗摩尔,马克斯·艾恩斯,威廉·赫特,波伊德·霍布鲁克,杰克·阿贝尔,弗兰西丝·费舍,穆斯塔法·哈里斯,斯科特·劳伦斯,肖恩·卡特·彼得森,塔坦卡·米恩斯,约翰斯·迈尔斯,Stacey Carino,亚历克斯·罗素,博基姆·伍德拜因,约翰·阿米乔,艾米莉·布朗宁,Daniel Harris,古斯塔沃·奥尔蒂斯,德里克·维维罗斯
