Załoga U.S.S. Enterprise wraca z niebezpiecznej misji na Ziemię. Ale okazuje się, że to właśnie na naszej planecie kapitan Kirk (Chris Pine) i jego ekipa będzie musiała stawić czoła wrogowi najpotężniejszemu z potężnych. Tajemniczemu Johnowi Harrisonowi (Benedict Cumberbatch) udało się zniszczyć niemal całą Gwiezdną Flotę, a nasz świat pogrąża się w chaosie.

Kirk ma z Harrisonem własne rachunki do wyrównania. Dlatego robi wszystko, by dopaść człowieka, który sam jeden jest jak broń masowego rażenia. Wraz ze swoim kapitanem członkowie załogi Enterprise stają się uczestnikami gry na śmierć i życie. Ich przyjaźń będzie wystawiona na próbę i Kirk będzie musiał poświęcić wiele, by ocalić to, co dla niego najważniejsze.