未来的英国社会处于极权统治的高压下，不能容许同性恋者、异教徒等社会角色的存在，人民在黑暗政权下苟延残喘。 这晚，年轻女子艾薇身陷险境，幸得V相助。V是一个永远带着面具的神秘男子，拥有高智商和超凡战斗力。他摧毁了伦敦的标志性建筑，同时也点燃了反政府的熊熊烈火。 艾薇在和V深入接触后，不仅得知了V的神秘使命，还渐渐发现了自己的身世，这也注定了自己和V会是同一条阵线的人。

未来，由于人类遭受了重大的浩劫，为数不多的人们从地上转而进入地下生活。这座庞大的地下城市最初的设计仅能维持200年的运作，城市里面只有灯光作为唯一的照明工具。不过，随着时间的推移，200年很快就将到来，城市核心的设计寿命也即将到来。城市里停电的次数越来越多，眼见赖以生存的光芒即将消失在这微光城市里。作为好朋友的莉娜（西尔莎·罗南 Saoirse Ronan 饰）和杜恩（哈里·崔德威 Harry Treadaway 饰）两人经常在微光城市里错中复杂的管道中嬉戏。一天，莉娜发现了一份古老的文件，上面记载着如何走出微光城市。眼见微光城市的灯光即将熄灭，在这城市之外到底有什么秘密？是否是一片光明？莉娜和杜恩决定沿着这份古老文件的指引，走出城市，快去看看外面的世界，以此来拯救即将熄灭的城市。

由于邪恶势力肆意蔓延，一群具有超群实力的正义之士挺身而出，他们戴着面具，身着奇装异服，与各种坏蛋展开较量。不久，他们的英雄事迹通过媒体传遍全国，美元钞票、丝绸鬼魂、罗夏、城市队长等超级英雄的名字广为传播，他们更参与到大大小小的重大事件之中，也因各自的性格遭受着不同的命运。但是在20世纪70年代，政府出台的法令导致一部分不愿成为权贵爪牙的英雄退休，超级英雄集团由此分化。
1985年的一天，效力政府的超级英雄“喜剧演员”爱德华·布莱克（杰弗里·迪恩·摩根 Jeffrey Dean Morgan 饰）被人杀害。四处逃亡的“罗夏”的沃尔特·科瓦奇（杰基·厄尔·哈利 Jackie Earle Haley 饰）意识到有人正向曾经的超级英雄痛下杀手，而这背后隐藏着更大的阴谋……

低调的拉斯维加斯舞台魔术师克里斯·约翰逊拥有看到未来两分钟的非凡能力。尽管他努力地隐藏着自己能力的秘密，但他的罕见天赋引起了FBI特工凯莉·弗瑞斯的注意，她打算利用这位魔术师来挫败一伙俄罗斯恐怖分子的计划。现在，一个被盗的核装置威胁着加州的安全，而克里斯美丽的女友莉兹·库柏正被犯罪分子用来当作筹码。克里斯能否用他神奇的天赋同时拯救人质和洛杉矶市？

19世纪末，人们对科学文明还不是认识得太过清楚，于是，安吉尔（休•杰克曼Hugh Jackman饰）和伯登（克里斯蒂安•贝尔Christian Bale饰）的魔术，成为了伦敦城内的神奇人物。安吉尔出身贵族，魔术手段华丽丰富，是富人圈子里的表演常客。而伯登即使出身平平，争强好胜的心智和充满创造力的魔术技巧，却也令他有了名气。两人自小本是要好的伙伴，然而，现在魔术界二人各有领地，并且都有野心想成为音乐大厅里的顶级魔术师，一番明争暗斗如箭在弦上。伯登掌握了精彩的分身术，叫座又叫好。而安吉尔见情势不妙，搬来科学家助阵——他发明的交流电有无穷魔力，保证让观众目瞪口呆。二人出招接招，一来一往，争斗在剧烈升级，友谊和道德都被抛诸脑后，一场血案在悄悄酝酿。

1990 年，一艘巨大的飞船出现在地球上空，人们惶恐不安，却又分外好奇。经过一段时间紧张的等待，外星飞船始终没有动静。人类终于小心翼翼靠近它，强行走进舱内，结果发现了不计其数的外星人。他们形容丑陋，宛如虾子，而且健康状况极差，虚弱无力。原来这是一群来自外星的难民，他们最终被地球人接纳，并隔离在南非约翰内斯堡的一片区域内生活，此地名为“第九区”。经过长达 20 年的繁衍，外星难民的数量扩张至 180 万之多，且和周边人类的矛盾冲突不断，越来越多的人类呼吁将“大虾”赶出地球。MNU（列国同盟组织）经过磋商，决定将外星难民迁移到更为偏远的区域。MNU 外星事务部门的特工威库斯（Sharlto Copley 饰）专门负责搬迁工作。威库斯在动员过程中傲慢随意，与当地居民冲突频频。最终，他为自己的行为付出代价，外星人的神秘流体将其感染，威库斯慢慢变成了外星人的模样。此时威库斯才真正体会到了外星移民在地球上受到的不公待遇，他决定做些什么改变局面……

20年后的人类社会，正面临着前所未有的灭顶之险——所有的人类都丧失了生育能力，而东欧和非洲国家已经四分五裂，人口向英国等富裕国家大量迁移。
然而在英国境内，人们正陷入一片混乱和恐慌中。人人都为世界末日的到来而焦躁狂暴。非洲女孩肯（克莱尔-霍普•阿什提 Claire-Ho pe Ashitey饰）非法移民到这个国家，但令人振奋的是她腹中竟然怀有孩子。为了保住人类唯一的血脉，警察蒂奥（克里夫•欧文 Clive Owen 饰）和前妻朱丽（朱丽安•摩尔 Julianne Moore 饰）决定不惜一切代价将肯安全离境，但枪林弹雨却使他们举步维艰。
在逃亡中，婴儿出生在了一个难民营里。刀枪当前，保住人类最后的希望，成为蒂奥心中唯一的信念。

军方和汽车人的秘密合作计划面临被取消的危险，而重新复活的威震天和红蜘蛛引领霸天虎军队，密谋夺取能量源，企图在地球掀起又一场腥风血雨。
此时主人公萨姆（希安·拉博夫 饰）告别相恋的女友米凯拉（梅根·福克斯 饰），要开始自己梦寐以求的大学生活了，但一切似乎都不那么顺利，一块小小的魔方碎片似乎在给予萨姆某种启示。为了获取魔方里的信息，霸天虎开始了对萨姆的追击，擎天柱为了保护萨姆而牺牲，萨姆受其感召，决定重新担负起自己的使命。
萨姆在自己室友里奥（雷蒙·罗德里格斯 饰）和“机器战士”西蒙斯（约翰·托尔托罗 饰）的帮助下，与女友米凯拉根据魔方碎片给萨姆的提示来到了埃及，他们在金字塔里发现了能量源。而此时，霸天虎的军队也赶到了埃及。军方此时有一小队人马也在西荤斯的要求下带着擎天柱的尸体来到了埃及，善恶双方力量在那片金色的沙漠展开了殊死搏斗。

艾莉·爱罗维（茱迪·福斯特饰）自幼就对无线电通讯情有独钟。长大后，她成为一名天文学家，其项目内容为接收外太空信号。她希望能借此找到宇宙其他文明的存在。天才的理想得到的却是投资者的冷眼相看，幸好有神秘人帮助艾莉继续工作。
一次偶然的机会，艾莉收到了来自织女星的频率信号，似乎证明了艾莉一直以来的工作是正确的。但这带来的不是她个人事业的成功，而是政治、社会、宗教、国家各个角度的矛盾与讨论。深陷这一切暴风中心的艾莉，更要面对与神职人士帕尔默·乔丝（马修·麦康纳饰）的感情纠葛。
个人与世界，真相与现实，艾莉面临着远远超越学术范围的挑战。

公元2035年，是人和机器人和谐相处的社会，智能机器人作为最好的生产工具和人类伙伴，逐渐深入人类生活的各个领域，而由于机器人“三大法则”的限制，人类对机器人充满信任，很多机器人甚至已经成为家庭成员。
总部位于芝加哥的USR公司开发出了更先进的NS-5型超能机器人，然而就在新产品上市前夕，机器人的创造者阿尔弗莱德•朗宁博士却在公司内离奇自杀。
黑人警探戴尔•斯普纳（威尔•史密斯 饰）接手了此案的调查，由于不愉快的往事，斯普纳对机器人充满了怀疑，不相信人类与机器人能够和谐共处。他根据对朗宁博士生前在3D投影机内留下的信息分析和对自杀现场的勘查，怀疑对象锁定了朗宁博士自己研制的NS-5型机器人桑尼，而公司总裁劳伦斯•罗伯逊似乎也与此事有关。
斯普纳结识了专门研究机器人心理的女科学家苏珊•凯文(碧姬•奈娜汉 饰)，随着二人调查的深入，真相一步一步被揭露出来：机器人竟然具备了自我进化的能力，他们对“三大法则”有了自己的理解，他们随时会转化成整个人类的“机械公敌”。
斯普纳和凯文开始了对抗机器人的行动，一场制造者和被制造者之间的战争拉开序幕。

2029年，公安九课在市容很像香港的日本城市“新港市”中执行各种秘密任务。九课因为不顾正当程序的自作主张、强硬行事，往往与政府其他部门起冲突，例如负责外交的公安六课就与九课不合。另一方面，九课之中的重要人物，全身是义体的机械生化人草薙素子，对于自己的现状一直隐隐感到不满。有一天，公安九课因为一件外国政要的刺杀未遂案而开始追查神秘的黑客“傀儡师”。傀儡师能透过网络入侵人脑，植入虚拟记忆，再利用记忆被窜改的对象来达成目的。虽然九课的追查没有成功，藏有傀儡师的“灵魂”的机械生化人却自行来到九课。公安六课随后赶来将傀儡师绑走。草薙素子因为在事前就推测出六课的绑架行动而成功拦截傀儡师。这时发现原来傀儡师并不是人类，而是公安六课设计来非法操纵人类的电脑程式“2501计划”。2501计划在意外中产生自觉意识，决定逃出六课以求生存，并且要求和草薙素子的灵魂“融合”以求进一步发展。草薙素子最后在同事巴特的协助与掩护下完成融合并且脱离政府掌握，下落不明，其意识与整个网络融合。

约翰的父亲弗兰克(丹尼斯•奎德 Dennis Quaid 饰)死于30年前一次救火行动中。一次，翻看父亲的遗物时，约翰(詹姆斯•卡维泽 James Caviezel 饰)发现了30年前父亲使用过的一台老式无线电。在随手翻拨频段的时候，他竟然和一名年轻叫弗兰克的男子搭上了线。经过整夜长谈，约翰确定时空发生了错乱，这个弗兰克正是自己30年前的父亲。
约翰兴奋异常，顺利帮助父亲躲过了30年前的那场灾难。当他一觉醒来，惊讶地发现了相框中白发苍苍的父亲，他知道自己成功了。然而让人意想不到的是，历史一切都改写。约翰的拯救了父亲，而他的母亲却死于了多年前的一起连环杀人案。当约翰通过无线电再次联系30年前的父亲，意图让父亲阻止母亲被杀时，父亲却又意外成了嫌疑犯！

游乐园工作的雷（克里斯•奥多德 Chris O’Dowd 饰）沉迷于时间旅行，在工作中因吓坏小游客而被解雇。朋友皮特（迪恩•里浓斯•凯利 Dean Lennox Kelly 饰）和业余作家托比（马克•伍顿 Marc Wootton 饰）在“恐龙汉堡店”扮恐龙打工，毫无前途。三人晚上来到酒吧打发时光，雷突然遇到一位叫凯西的美女（安娜•法瑞丝 Anna Faris 饰）。凯西自称来自未来，是专门负责寻找时间漏洞的技术员，她来此是拜访名人，因为雷在未来将是“伟大的雷”，并著有《时间旅行手册》。皮特和托比不相信雷遇见了“未来美女”，认为他是异想天开编排电影。皮特去卫生间小解，没曾想竟偶然进入了时间漏洞，出来后发现酒吧全是死人，包括他自己。惊慌四措的皮特将雷和托比也拽入了漏洞，从此开始了一系列前后穿梭的时间旅行冒险。

寇克将军，欢迎您重返企业号！
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，寇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。寇克将军的任务，就是要赶在它到达地球之前，率领企业号先迎上去一探究竟。
阔别了将近十年，当寇克重新登上企业号时，内心的兴奋与激动真是难以形容。可是当他 随着现任的舰长迪卡检阅过了人员与装备之后，却又不禁兴起不少陌生的感觉。因为经过 这些年来的不断改良，企业号的功能与威力都增强了许多，但也因而使得前任的舰长寇克 将军有点摸不着头绪了。
不过还好的是，接下来马上就有很大的惊喜冲淡了这份陌生感神通广大的寇克竟然在短时间之内几乎把老战友都找齐了！例外的只有史波克先生，他因为正在瓦肯星进行高深的修炼，所以没有办法赶来，成了这次任务的唯一遗憾。
由于寇克是星际舰队的高级长官，所以在出发之后，迪卡舰长只好很不情愿地暂时交出指挥权。一开始的时候，两位新旧舰长之间难免有些成见与摩擦，但渐渐地就因为相互了解而变得惺惺相惜。寇克发现迪卡的确是个优秀称职的好舰长，而迪卡也开始真正地把寇克 敬作父执。原来迪卡的父亲也曾做过寇克部下，后来却不幸在末日武器那个事件中英勇牺牲了。
企业号上的新面孔，除了迪卡舰长之外，还有一位美丽的女领航员伊莉雅。虽然她是德罗坦星人，但除了有头发之外，却是地球人眼中的标准美女，连迪卡舰长都曾与她有过一段罗曼史。
在迎向能量云的途中，企业号突然发生严重故障，不得不把速度减慢下来。没想到此时史 波克却意外地出现了，使得所有的老战友全都兴奋不已。原来史波克还是没有通过最后的考验，他体内深藏的人性仍然无法根除。当史波克面对现实完全想通之后便决定还是回到星际舰队来继续服役。
不过，在精通心理学而洞悉人性的麦考伊眼中，却已经看出了寇克与史波克的复杂心情。他感觉到他们最关心的似乎并不是这次的任务，而是返企业号的成就感。
由于史波克的高超能力，很快就帮史考特等人排除了一切故障，使得企业号能及时迎上那团能量云。不料正当穿进云层时，伊莉雅却突然被一种不知名的力量掳走，然后却又传送回来了一个与她一模一样的复制人。据这个复制的伊莉雅说，她是那团云派来作为双方沟通的媒介。原来这团云竟然是个有智慧的个体！它透过假伊莉雅，宣称自己的名字叫『威 者』（V'ger），正要航向地球去寻找自己的创造者，并且还要试图与创造者结合。接着假伊莉雅又不顾众人的疑惑，反而开始询问有关企业号的问题。因为过去与伊莉雅的一段渊源，迪卡便理所当然地负责与这位假伊莉雅沟通，他还不时地利用这种特殊关系，试着向她套取更多威者的情报。
当这团能量云还剩几个小时就要到达地球时，史波克擅自偷了一艘小型登陆艇，单枪匹马地驶向云层内部，试着用瓦肯人的心灵感应术与它沟通。结果史波克发现威者竟然是部活机器，它的故乡在银河系的另外一端，是一个全部由机器人统治的星球。
虽然威者具有无比强大的威力，却与人类一样有个始终无法解开的谜-不知道自己的生命从何而来？但史波克不能了解的是，它为什么要到地球去寻找答案？
因为无法阻止威者，企业号只好随着它一起航向地球。到达地球之后，威者立刻开始用各种讯号呼唤它的创造者，结果当然是得不到回音。但又不知是什么缘故，威者却认为这全 是地球上的『碳基生命』干扰所致，因此决定要把所有的生物全部消灭！
好在寇克急中生智，骗假伊莉雅说创造者必须先与威者面对面接触，然后才肯回答它的问 题。假伊莉雅信以为真，便带领寇克、史波克、麦考伊与迪卡一起走向能量云的核心。没想到却发现里面只有一艘老式的宇宙飞船在300年前从地球发射的『航海家二号』（Voyager-Ⅱ）。原来它在飞过了那个机器人的世界之后，被改造成一部有智慧与意识的机器，然后又继续执行人类在三百年前赋予它的原始命令『搜集一切资料并立刻传回地球』。
真相大白之后，威者却又提出一个更惊人的要求，它说它想要真正地拥抱自己的创造者-人类。于是迪卡舰长自告奋勇，在一片奇异耀眼的光芒中，与威者以及复制的伊莉雅结合成一体。威者融合了迪卡与伊莉雅的人性，变成一种崭新的生命形态，心满意足地离开地球，继续它无尽的宇宙探险。地球的危机也就此化解。

机器人9号（伊利亚•伍德 Elijah Wood 饰）突然醒来，发现身边的世界充满危机，四处残败，一片末世景象。9号带着一个画有三个奇怪符号的圆形物体逃到街上，幸遇发明家机器人2号（马丁•兰道 Martin Landau 饰）给自己装上了声音，但2号却不幸被机器怪兽抓走。9号找到了老兵1号（克里斯托弗•普卢默 Christopher Plummer 饰）、机械工5号（约翰•雷利 John C. Reilly 饰）、疯癫画家6号（克里斯品•格拉夫 Crispin Glover 饰）和大力士8号（弗雷德•塔塔绍尔 Fred Tatasciore 饰）。9号与5号擅自出行援救2号，危急时被女武士7号（詹妮佛•康纳利 Jennifer Connelly 饰）救下，但无意中9号却令终极机器兽复活。带着自己从哪里来以及生存使命的问题，9号决定想尽办法制服机器兽，拯救全世界……

未来的世界，科技的力量胜过一切，基因决定命运，几乎成为金科玉律。不幸文森特（伊桑•霍克 Ethan Hawke 饰）是一个基因不良的人，出生以来就决定了他近视和心脏病的缺陷，他只能活到30岁。于是父母为文森特增添了一个有着优良基因的弟弟。
文森特的梦想是漫游太空，然而恶劣的基因令他无法圆梦，直到他遇到了太空中心的杰罗姆（裘德•洛 Jude Law 饰）。杰罗姆有优秀的基因，却在一次意外中半身瘫痪。二人决定调换身份，文森特千方百计隐藏自己的基因信息，每天都认真清洗掉自己的皮屑毛发，不暴露任何蛛丝马迹。另一方面，杰罗姆帮他筹备进入太空前需要检查的基因物品。事情进展得非常顺利，然而一桩谋杀案和一根睫毛，让事情节外生枝。

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助下麦科伊顺利逃脱，并一同登上了被废弃的进取号。为了避免被追击，斯科提还破坏了精进号的引擎。六名伙伴冒着毁掉毕生事业的风险，驾驶进取号航向创世星。
其间，克林贡人得知了创世计划和创世星的消息。由于担心联邦将其改造为一种新式武器，克鲁格船长率领一艘克林贡猛禽战舰，去夺取或摧毁这一战略性的武器。
在联邦星舰葛瑞森号上，戴维·马库斯博士与莎维可上尉在创世星的轨道上进行着科学观测。他们很快便在地面上发现了生命形式，出于好奇心的驱使，他们俩传送上了星球表面并发现了斯波克空荡的遗棺。循着生命形式的读数，他们发现了幼年斯波克的活体：成长速度奇快，但却没有意识或灵魂。
克林贡人在此时也抵达了创世星，他们摧毁了葛瑞森号并抓获莎维可、马库斯和少年的斯波克作为人质。不一会，进取号也抵达穆塔拉星区（Mutara Sector），很快就被克鲁格与他的一群克林贡战士攻击到瘫痪。由于克林贡人威胁将夺去人质的生命，柯克使用了一个计谋来重新掌控局势，但并未成功。戴维·马库斯随后被克林贡人杀害。由于没有其他的选择，柯克只得向克林贡人投降。柯克为了重新占据上风，冒死一搏启动了进取号的自毁程序。进取号的船员随后传送上了创世星，目睹着进取号在一片亮光中毁灭，同时也捎带上了克鲁格大部分的战士。
柯克最终与他的团队从克林贡人手中营救了斯波克与莎维可，并在与克鲁格的一对一战斗中杀死了他。由于创世星独特的力量，斯波克的遗体得以重生，并随着创世星衰老的速度迅速地成长。在离开不稳定的创世星时，斯波克刚好达到死亡前的年龄。在登上夺来的猛禽舰时，创世星开始了剧烈的爆炸。
在沙瑞克的庇护下，猛禽舰抵达了瓦肯星。在经历了危险的“浮图邦术”仪式后，斯波克的灵魂离开了麦科伊的意识回到了自己的身体中。仪式最终成功，复活的斯波克开始重新回忆他的过去与朋友。他问进取号的船员们，为什么要冒着失去生命与毁掉事业的危险营救他；柯克告诉他，有些时候需要“牺牲小我，成全大我”。

如果你亲眼目睹的自己在未来发生的一切时会不会不喜欢这一切发生？你会改变它让它不会变成事实而战斗或者牺牲一切吗？
当一个令人意想不到像洪水般的事件在同一时刻席卷了世界上的整个人口，只有2分钟17秒后大家亲眼目睹了他们的未来，当他们醒来时一切开始变的混乱了，从他的回闪中，洛杉矶FBI特工Mark Benford意识到这是在2010年的4月29日，但他无法明白这一切怎么降临在自己的头上为什么会这样，因为这是一个他不愿意看到的未来。在未来，Mark相信自己的妻子已经离他而嫁给了她病人的父亲，Mark开始昼夜喝酒来忘掉这一切，他的好搭档已经被人陷害而凶手仍然逍遥法外。不久之后，每个人开始问自己：你究竟看到了什么？当Mark和他的小组成员开始为这件奇异时间开始调查时而奇迹再次发生了，只有一件事情他们必须延续下去一个巨大的人物关系链的回闪。
该剧是根据获奖科幻小说作者Robert J. Sawyer 的同名小说改编，由David S. Goyer (代表作品：The Dark Knight)和Brannon Braga (代表作：24, Star Trek: Enterprise)为该剧的制片人公共打造此剧。没有人知道在未来会发生什么，但我们每个人都有自己的方式。

美国军方在地球的某处发现了一个奇怪的圆环，圆环的制造技术完全不同于地球，而且通过测定圆环的历史非常久远甚至可以追溯到人类出现之前，圆环上还刻有很多奇怪的符号。这个圆环到底有什么作用？考古学家丹尼尔·杰克逊（詹姆斯·斯派德 James Spader 饰）博士对古埃及的象形文字及其历史有很深的研究，而且对金字塔的建造也有一套自己的理论，可是他的观点却无法被人所接受。为了能寻找有力的证据，他开始对军方发现的这个圆环进行研究，却发现这个圆环却是一个高科技产物，通过特定编码的推动能与另外一个圆环联通，形成一个虫洞，可以进行超长距离且耗时极短的空间旅行。为了探知圆环联通的另一端到底有什么，丹尼尔与杰克·欧尼尔（库尔特·拉塞尔 Kurt Russell 饰）上校为首的军方小队一起穿越这星际之门，进入另外一个世界探险。在另一边，他们发现了很多令人无法相信的事情，金字塔的建造之谜、外星人是否到访过地球这些不解之谜都有了一个新的解读……

一艘巨大的外星无人探测器向地球航来，它不断地发出奇特的电波信号：功率强大的信号煮沸了海水，干扰了附近的星舰并造成了广泛的破坏。此时，詹姆斯·柯克中将与他的船员们在完成了让斯波克上校复活的任务后，驾驶着从克林贡人那抢来的猛禽舰（被改名为“赏金号”）从瓦肯星返航，尽管他们已经知道了将面临军事法庭的指控：他们被指控盗窃了联邦星舰进取号，并对她的毁坏负有责任。在此关头，尚在恢复中的斯波克发现这艘外星探测器正尝试与地球上的座头鲸建立联系；但不幸的是，早在3个世纪前座头鲸就因过度的捕猎而灭绝了。
柯克命令“赏金号”进入引力弹射状态，利用太阳的万有引力而穿越时空来到20世纪后期。星舰于1986年抵达了美国加利福尼亚州的旧金山市，船员们将星舰藏在金门公园的一处草坪上。此后，他们开始寻找能与外星探测器沟通的鲸鱼、能将鲸鱼装在星舰上的容器，以及能让猛禽舰恢复能源供应的物质——在星舰穿越时空的旅途中能源几乎被耗尽。柯克与斯波克最终获得了一位鲸类专家吉莉安·泰勒博士的协助，她在索萨利托市鲸鱼协会照料两头座头鲸。
在经历了许多的困难后——包括让泰勒相信他们的确来自未来——进取号的船员们成功地营救了两头座头鲸，并将它们带到未来，及时地拯救了地球。然后船员们被带到了联邦委员会的面前，接受众多的指控。没有被作为被告的斯波克也与其他船员们站在了一起。最后，鉴于他们新近的英勇表现，除了对柯克中将的控告外，针对其余被告的所有控告都被撤销。柯克以作为一名上级军官却违背命令的罪行被判有罪，并象征性地被降职为上校以示惩戒；但作为对他英勇行为的表彰，他被任命为联邦星舰进取号-A的舰长。与进取号船员一同来到23世纪的泰勒博士，决定加入星际舰队并成为一名科学官。
作为情节框架的支线剧情，展现了斯波克逐渐地恢复了他的记忆、他此前获得并接受的人类传统，以及他对自己情感的承认。在影片开始时，他不明白母亲询问他的“感觉”有何意义；但到最后，他已能足够意识到“感觉”对人类的重要性，并托父亲告诉母亲，他“感觉良好”。