阿尔菲（迈克尔·凯恩 饰）生活在繁华的大都市伦敦，平日里最大的爱好便是出没于灯红酒绿的声色犬马之场所。阿尔菲自认为是当代唐璜，流连于不同女人的温香软玉的怀抱之中，私生活十分混乱。某一日，阿尔菲邂逅了美丽的寡妇卢比（谢利·温特斯 饰），让他没有想到的是，自己的撩妹之术在卢比那里竟然全无作用。不仅如此，曾经对他趋之若鹜的女人们也都渐渐地离开了他...

在尼比鲁星球探查期间，企业号舰长柯克（克里斯·派恩 饰）为营救史波克（扎克瑞·昆图 饰）采取了胆大妄为的举动，几乎危及全舰队员的生命，他也为此付出代价。不久，柯克官复原职，而伦敦发生一起死亡超过四十人的恐怖袭击事件。该事件的始作俑者约翰·哈里森（本尼迪克特·康伯巴奇 饰）正来自联盟内部。此后他驾驶飞机袭击了高层会议，柯克最为敬重的派克将军不幸遇难。为了阻止哈里森的外逃阴谋，柯克重新率领企业号启程追击。危机重重的旅途，他和舰员、朋友之间的信任也受到巨大考验。

一团硕大无朋的高能离子云，在遥远而神秘的太空中迅疾地飘移。这团能量云具有无坚不摧的威力，足以毁灭宇宙间任何物质结构。在它所划过的轨迹上，早已有好几艘分属银河三大势力的星舰遇难了…地球-银河系星球联邦的重镇，星际舰队总部的所在地。在位于北美洲旧金山的星际联邦舰队总部，柯克将军正像往常一样百无聊赖无所事事，突然间却接到了一个再好不过的命令检视企业号准备执行紧急任务。原来地球的防卫体系己经发现了那团高能离子云，而且侦测出它正对准地球飞来。柯克将军的任务，就是要赶在它到达地球之前，率领进取号先迎上去一探究竟。

进取号星舰遨游在太空，在人类和外星人中间传播好意，同时也在防范敌对星球有可能的攻击行为，因为有迹象表明，星际联盟的老对头罗木兰星球有可能发起新一轮的攻击。皮卡德船长和他的船员们也在小心翼翼的观察着事态的进展，时刻准备投入战斗...

柯克船长（克里斯·派恩 饰）带领企业号继续踏上宇宙探索的旅程，他向老骨头（卡尔·厄本 饰）讲述了自己对于船长身份的忧虑，而在他与最好的朋友史波克（扎克瑞·昆图 饰）互诉衷肠前，他们又接到了一个紧急救援的任务。而神秘敌人剋劳（伊德瑞斯·艾尔巴 饰）开始攻击企业号，而幸存的企业号成员也分散至一个行星上求生。

皮卡德舰长获知数据中尉在巴库星球被掳为人质后立刻率进取号前往营救。当他们来到巴库星球，整个星球上只居住了六百名巴库人，与世隔绝、摒弃科技、崇尚和平，过着纯朴的生活；数据被掳不像是巴库人的作风，想必另有隐情。

进取号正在宇宙空间做例行巡航时，舰长皮卡德接到密电，称博格人已联合其他星系的力量，准备向地球发起攻击。由于舰长皮卡德曾受敌方俘虏并同化，星际舰队对其不很信任，故没有派其出战。皮卡德不顾命令，仍然参与战斗，之后进取号跟随博格人的时间漩涡回到21世纪，以阻挡博格人试图改变人类的外星发展史达到征服地球的企图。

在另一时空，索伦博士正阴谋毁灭星球，攻击进取号。唯一能够帮助新舰长皮卡德来阻止索伦的，只有销声匿迹了78年的柯克船长。

一名神秘的疯狂幻想家赛波克占领了一个遥远的星球，劫持星际大使作人质，强迫进取号号宇宙飞船紧急出发，进入没有人做访过的未知宇宙去寻找传说中的上帝，但上帝到底是谁呢？正在基地修整的进取号接受了一项紧急任务，柯克船长一行奉命解救遭到叛徒控制的市民，叛军挟持了进取号到银河系中心去寻找根源。

星际联邦的大敌克林贡帝国因为连年争战，经济及生态环境破坏殆尽，一位克林贡领袖遂在进取号星舰的护送下前往地球谈和，中途却遭到阴谋份子暗杀，并且嫁祸进取号…