故事发生在的二十三世纪，人类的科技发展已经到达了可以星际旅行的地步。
2230年出生于瓦肯星的男孩史波克（扎克瑞·昆图 Zachary Quinto 饰），因为母亲阿曼达·格雷森（薇诺娜·赖德 Winona Ryder 饰）是人类，经常遭到同僚的嘲笑和欺负。父亲萨瑞克（本·克劳斯 Ben Cross 饰）是瓦肯星的一名外交官，史波克从小就不断地在严肃的瓦肯逻辑教育和他的人类情感之间挣扎。长大后的史波克遇到了同样怀着远大志向的柯克（克里斯·派恩 Chris Pine 饰），两人虽矛盾不断但通过种种任务考验逐渐开始互相理解。
企业号的老舰长是克里斯托弗·派克（布鲁斯·格林伍德 Bruce Greenwood 饰），舰员则包括医疗官“老骨头”麦考伊（卡尔·厄本 Karl Urban 饰）、总工程师史考特（西蒙·佩吉 Simon Pegg 饰）、通讯官乌瑚拉（佐伊·桑塔纳 Zoe Saldana 饰）、舵手苏鲁（约翰·周 John Cho 饰），以及17岁的领航员——天才少年契柯夫（安东·尤金 Anton Yelchin 饰）。而来自未来的老年史波克（伦纳德·尼莫伊 Leonard Nimoy 饰）因穿越时空，告诉了柯克未来罗慕伦帝国的残余势力尼诺（艾瑞克·巴纳 Eric Bana 饰）也已经回到现在，并率领大队人马进行复仇，尼诺摧毁了史波克的家乡瓦肯星，下一个目标便是地球……
本片荣获第82届奥斯卡最佳化妆奖。
【媒体评价】
30年来最令人兴奋的星际迷航电影，它标志着柯克船长新传奇的开始，如果接下来的续集敢于保持这一部的快节奏风格，必将成为未来几年最不可忽视的票房炸弹。——《帝国》
自《星际迷航2：可汗之怒》之后最棒的一部，在视听上的震撼也远远超过它的时代。——CinemaBlend.com
JJ·艾布拉姆斯成功地让一个正在被人遗忘的经典系列起死回生，尽管新的《星际迷航》没有它前辈的深遽，但依然可以凭借其无穷的活力感动观众。——Dark Horizons
影片令人振奋，不仅仅成就了该系列最为精彩的时刻，毫无疑问也是科幻电影史上浓墨重彩的一笔。——《The Australian》

邪恶的可汗逃脱十五年前被寇克船长拘禁的星球，他本人是一位智勇双全的领袖，但此刻已变成一个邪恶的狂人，他誓言要向寇克船长讨回血仇。于是他先劫持了一艘联邦战舰，后又偷取了寇克船长的儿子和旧情人制造的毁灭性武器。并引诱企业号投入他精心设计的圈套……

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。

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”。

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”。

本片是《星舰迷航记》系列电影的第五集，由原班人马主演，但改由饰演寇克船长的威廉·赛特纳执导，也是他的导演处女作。故事描述一名神秘的疯狂幻想家赛布克占领了一个遥远的星球，劫持星际大使作人质，强迫企业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？本片的开场颇具震撼力，可惜发展下去难以为继，使大部分的篇幅在过分玄奥的故事框架中兴圈子，只能靠壮观的视觉特效维持其吸引力，幸好结局是略有起色，不致令观众太过失望。
正在基地修整的企业号接受了一项紧急任务，科克船长一行奉命到属于中立区的宁布星球，解救遭到叛徒控制的乐园市民。叛军挟持了企业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企业号太空船护送下前往地球谈和，中途却遭到阴谋份子暗杀，并且嫁祸企业号……

寇克等人作为嘉宾乘新企业号试航，途中收到救援任务……而在另一时空，索伦博士正阴谋毁灭星球，攻击企业号。唯一能够帮助新船长皮卡特来阻止索伦的，只有销声匿迹了78年的寇克船长。

　　皮卡特舰长获知百科（Data）中尉在巴库（Baku）星球被掳为人质后立刻率企业号前往营救。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；百科被掳不像是巴库人的作风，想必另有隐情。皮卡特舰长遇到一名叫做安妮的巴库女子，经由她得知巴库人虽然看起来年轻，星球的原居民巴库其实年龄都已经超过三百岁了。面临老化的索纳（Sons）人，发现巴库人长生不老的秘诀再于巴库星球外围的特殊放射线能不断的重组基因结构。如今巴库人要遭受灭种的威胁……来自外层空间的索纳人联结星际联盟，根据原有的巴库人村落拟造了一个一模一样的环境，预谋将巴库人迁徙到这个虚拟村落，企图独享青春泉源。瑟纳人首领鲁阿弗假藉文化访查之名率众进入巴库星球，企图赶走巴库人，占领巴库星球。皮卡特舰长将所获知的情报呈报杜尔迪司令，却发现司令与星际联邦总部早已知情，并暗中参与这项阴谋。杜尔迪不理会皮卡特的抗议，下令企业号立即撤返，不得干预。毕卡舰长面临了关键性的一刻，若他服从命令就违背了当初加入星际舰队时曾立下的誓言，反之，若采取行动，他则必须放弃事业、组员、企业号、一切！来投入这场天堂之战。

　　本片是以地球人与瓦肯人的“第一类接触”事件为背景，将重心放在《星际迷航之下一代》电视系列剧中的大敌『博格人』。企业号正在宇宙空间做例行巡航时，舰长皮卡特接到密电，称博格人已联合其他星系的力量，准备向地球发起攻击。由于舰长皮卡特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。皮卡特不顾命令，仍然参与战斗，之后企业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。

　　企业号宇宙飞船遨游在太空，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。皮卡特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。 　　可就在这时，罗木兰星球发出了和谈的讯息，星际联盟命令企业号前往谈判，当皮卡特船长第一次见到罗木兰星球新的执政官后惊呆了，原来对方就是罗木兰很久以前制造的皮卡特的人类复制品，面对这个难缠的对手，皮卡特船长和他的船员们该如何是好？

在尼比鲁星球探查期间，企业号舰长柯克（克里斯·派恩Chris Pine 饰）为营救史波克（扎克瑞·昆图 Zachary Quinto 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 Benedict Cumberbatch 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。
当他们最终找到哈里森，才终于知晓他的真实身份，以及伦敦袭击事件背后的阴谋和黑幕……