天才少年理查德（迈尔斯·特勒 Miles Teller 饰）凭借物体传送装置的发明得到正研究量子门的富兰克林•斯通的赏识，他将理查德招至麾下，通过和维克多（托比·凯贝尔 Toby Kebbell 饰）、约翰尼（迈克尔·B·乔丹 Michael B. Jordan 饰）、苏珊（凯特·玛拉 Kate Mara 饰）等才华横溢的青年们的通力合作，量子门的研究终于取得突破性进展。不久之后，不甘成果被政府攫取的年轻人们叫上理查德的朋友本（杰米·贝尔 Jamie Bell 饰），偷偷潜入那个未知的世界探险，谁知却被神秘的能量所感染。在此之后，他们拥有了身体伸缩、控制火焰、岩石化以及隐形等能力。为了能过回复从前的样子，年轻人们再次走向量子门，而对面的世界还有一个当初被丢下的同伴等待着他们……
2285年，在与可汗的战斗中损坏的联邦星舰进取号，返回了地球的太空港以进行维修。柯克还在为斯波克的死感到悲伤。麦科伊医生出现了种种异常的行为：如擅自闯入被封锁的斯波克原来的舱房、胡言乱语等，最后他被送进了医院进行精神检查。斯科提被另分派到了联邦星舰精进号。星际舰队指挥部 对新形成的创世星下达了禁入令。柯克被告知，进取号即将除役。
斯波克的父亲沙瑞克找到柯克并告诉他，斯波克的遗体必须返回瓦肯星，否则他的灵魂就不得安息。沙瑞克要求柯克必须回到创世星，寻回斯波克的遗棺并将它带回瓦肯星——而斯波克临死前与麦科伊进行了心灵融合，因此带有斯波克灵魂的麦科伊也必须前往瓦肯星。
可是，星际舰队拒绝让陈旧的进取号离开太空港。从医院出来后听闻消息的麦科伊，企图招募一艘飞船回到创世星。在与人争吵时他被逮捕，但这并没有影响到整个计划：在柯克、斯科特、苏鲁、乌乎拉和切科夫的帮.
圣诞 5343 年，一艘坠毁的飞船发来了一封紧急求救的信息。博士赶到后，发现求救信息来自宋江，她要 Doctor 拯救她的丈夫 —— King Hydroflax 。被卷入这场宇宙阴谋的博士发现宋江竟然不认识他，而他极力避免的那一天终于不可挽回地到来了，宋江与博士会有一个 Happy Ending 吗？
基于短波无线电频率的起源理论的惊悚片。伊莎贝尔自女儿莫名失踪后，处于长期恍惚中，而幕后黑手似乎来自NGC-6809星系团，然而地球是圆的…
