Příběh zachycuje první dny Jamese T. Kirka i dalších členů posádky hvězdné lodi USS Enterprise během jejich působení na Akademii hvězdné flotily, a úžasné dobrodružství, které je zavede až na planetu Vulkán. Zatímco Spock stále staví výhradně na logice, Scotty si nadále trpce stěžuje na přetížené motory lodi. Když je vesmírná loď federace USS Kelvin napadena podlým Romulanem, který zoufale hledá jednoho z hrdinů filmu, dojde ve Star Treku i na rafinované cestování časem. Kirk a Spock se dostávají do centra dění, neboť film sleduje počátky jejich přátelství i to, jak se stali důstojníky na palubě lodi Enterprise.