Akcja filmu rozpoczyna się w momencie, w którym kończy się jego poprzednik - po wielkiej bitwie z Khanem, Enterprise powraca do doków w celu dokonania napraw. Tymczasem, gdy Kirk i jego załoga opłakują śmierć Spocka, pojawia się Sarek - ojciec Spocka, który domaga się, aby ciało jego syna wróciło na ojczystą planetę ich rasy - Vulcan. Wbrew rozkazom dowództwa, Kirk z przyjaciółmi uprowadza Enterprise, aby dotrzeć na planetę Genesis i znaleźć ciało starego przyjaciela. Tymczasem o potężnej mocy Projektu Genesis dowiadują się Klingoni - konfrontacja staje się nieunikniona.