柯克船長（克里斯·派恩飾）與企業號船員進入銀河系未知區域執行五年探索任務期間，遭遇由克羅納（伊德瑞斯·艾爾巴飾）領導的敵對勢力襲擊。飛船墜毀于阿爾塔6號荒漠星球后，船員們被迫分散逃生并遭受當地種族蜂群式追殺。柯克與契訶夫（安東·葉利欽飾）在尋找逃生設備途中偶遇外星戰士杰拉（索菲亞·波多拉飾），后者揭露克羅納為獲取星際聯邦秘密武器而利用蜂群種族建立軍事基地的陰謀。斯波克（扎克瑞·昆圖飾）與麥考伊（卡爾·厄本飾）帶領幸存船員修復企業號殘骸期間，與克羅納展開飛船控制權爭奪戰。最終團隊通過杰拉提供的基地坐標實施反制，利用超空間跳躍裝置突破蜂群圍剿并摧毀克羅納的戰艦，全體成員重新集結后繼續向未知星域進發。