Załoga Enterprise musi zmierzyć się z zagrożeniem dla całej Federacji, które, jak się okazuje, ma swoje źródło w jej własnych szeregach. Kapitan Kirk (Chris Pine), mając również prywatne rachunki do wyrównania, dowodzi polowaniem na człowieka będącego jednoosobową bronią masowej zagłady. Droga wiedzie do rozdartego wojną świata, gdzie przyjaźń i lojalność Kirka oraz jego załogi będzie wystawiona na ciężką próbę.