Misi pesawat antariksa “USS Enterprise” adalah menjelajahi galaxy paling jauh untuk menemukan kehidupan dan peradaban yang baru. Dan misi Kapten James Tiberius Krik dkk kali ini adalah untuk menyelematkan krew pesawat asing yang terjebak di sebuah planet asing yang diliputi oleh nebula.
Ketika pesawat “The USS Enterprise” mendekati planet asing tersebut, secara tiba-tiba muncul armada perang pesawat tidak dikenal yang membajak dan langsung menyerang ke bagian lambung dan leher pesawat “The USS Enterprise” sehingga hancur lebur. Dua puluh menit di awal film ini menyuguhkan adegan menegangkan saat-saat jatuhnya pesawat starfleet ini .
Kapten James T. Krik (Chris Pine), Mr. Spock (Zachary Quinto), Doctor Bones McCoy (Karl Urban), Montgomery “Scotty” Scott (Simon Pegg) dan Pavel Chekov (Anton Yelchin) berhasil menyelamatkan diri sedangkan Mr. Hikaru Sulu (John Cho) dan Nyota Uhura (Zoe Saldana) dan para krew lainnya telah ditangkap oleh pasukan Krall (Idris Elba).
Ternyata pembajakan dan penyerangan terhadap The USS Enterprise sudah lama direncanakan oleh Krall. Motifnya adalah ingin merebut sebuah artefak kuno yang sudah lama tersimpan dalam pesawat The USS Enterprise. Artefak kuno ini bernama Abronath yang ternyata merupakan sebuah senjata mematikan.
Krall mempunyai tangan kanan bernama Manas. Joe Taslim memerankan tokoh alien Manas ini dengan apik meskipun wajahnya tak terlihat jelas karena memakai make up dan custom alien yang menakutkan. Jumlah scene kurang lebih sama dengan jumlah main saat ia memerankan tokoh Jah di dalam film Fast & Furious 6. Salut dan kredit buat Joe Taslim yang telah mengharumkan nama Indonesia.
Krall senang karena akhirnya berhasil menemukan The Abronath dan Kapten Krik amat besedih karena menyaksikan The USS Enterprise tinggal puing-puing dan melihat para anak buahnya ditangkap dan mati diserap energinya oleh Krall.
Dalam upaya menyelamatkan para krewnya, Kapten Krik dkk menemukan The USS Franklin yang merupakan pesawat starfleet generasi pertama yang entah kenapa terdampar di planet asing tersebut. Dengan dibantu oleh Jaylah (Sofia Boutella), gadis alien yang selama ini menjaga dan menyembunyikan The USS Franklin, misi penyelamatan pun mulai dilaksanakan dan berhasil.
Sementara Kapten Krik dkk menyelamatkan para krew yang tersisa, Krall bersama armada pesawat perangnya yang mirip sekumpulan lebah dalam jumlah jutaan terbang menuju dan akan menghancurkan The Yorkstown yaitu sebuah stasiun angkasa raksasa milik federasi yang dihuni banyak spesies yang ada di galaxy.
Mengetahui niat jahat Krall ini, Kapten James T Krik dkk memerintahkan Scotty untuk memperbaiki dan sedikit memodifikasi mesin The USS Fraklin yang hanya mempunyai kecepatan warp level 4 agar dapat terbang lebih cepat dan dengan bantuan sahabatnya si alien kecil, Scott berhasil membuat USS Fraklin siap terbang dan dengan sigap Mr Sulu mengemudikannya untuk mengejar Krall.
Krall bersama armada pesawat lebahnya berhasil menembus pertahanan pertama The Yorkstown dan The USS Franklin pun tiba. Kapten Krik dkk pun mulai cemas dan tidak ingin melihat The Yorkstown hancur bernasib sama dengan The USS Enterprise.
Pada saat-saat kritis inilah, berdasarkan analisis Mr. Spock bahwa lebah-lebah Krall terbang berdasarkan pola sinerbatik yang dikendalikan oleh gelombang frekuensi tertentu. Mendengar penjelasan ini, Scotty langsung menemukan ide brilian.