Tras una accidentada misión, la mítica nave Enterprise regresa a la Tierra, donde no habrá tiempo para un respiro: Un atentado perpetrado por John Harrisson (el ‘Sherlock’ Benedict Cumberbatch), un ex miembro de la Flota Estelar, ha sumido el planeta en el caos. Y como es elemental, el capitán Kirk (Chris Pine) y su tripulación perseguirán al malvado Harrison hasta los confines del universo para derrotarlo.