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。

故事发生在2045年，虚拟现实技术已经渗透到了人类生活的每一个角落。詹姆斯哈利迪（马克·里朗斯 Mark Rylance 饰）一手建造了名为“绿洲”的虚拟现实游戏世界，临终前，他宣布自己在游戏中设置了一个彩蛋，找到这枚彩蛋的人即可成为绿洲的继承人。要找到这枚彩蛋，必须先获得三把钥匙，而寻找钥匙的线索就隐藏在詹姆斯的过往之中。
韦德（泰尔·谢里丹 Tye Sheridan 饰）、艾奇（丽娜·维特 Lena Waithe 饰）、大东（森崎温 饰）和修（赵家正 饰）是游戏中的好友，和之后遇见的阿尔忒弥斯（奥利维亚·库克 Olivia Cooke 饰）一起，五人踏上了寻找彩蛋的征程。他们所要对抗的，是名为诺兰索伦托（本·门德尔森 Ben Mendelsohn 饰）的大资本家。