지도자의 운명을 안고 태어났으나, 자신의 갈 길을 깨닫지 못한 채 방황하던 젊은 청년 커크는 우연한 기회로 엔터프라이즈호의 대원으로 입대하여 아버지를 잃었던 함선에 승선하게 된다. 아버지가 그랬던 것처럼 함선을 이끄는 함장이 되기 위해 엔터프라이즈호에서 우주 항해를 위한 훈련을 받기 시작하는 커크. 그는 자신과는 정반대로 냉철하고 이성적인 불칸족 스팍을 만나게 되고, 끊임없는 부딪힘 속에서 두 라이벌 커크와 스팍은 선의의 경쟁을 계속하게 된다. 패기 넘치는 첫 출격 이후 시행착오를 거듭하며 정식 대원의 자질을 갖춰가던 커크와 엔터프라이즈호의 대원들. 그러던 어느 날 불칸족의 행성과 엔터프라이즈호를 위협하는 파괴자의 존재가 감지되고, 복수를 위해 찾아온 네로 일당과 맞닥뜨린 이들은 인류의 미래를 위해 피할 수 없는 도전을 시작하게 되는데...