Todo está preparado para el viaje inaugural de la nave USS Enterprise. Su joven tripulación debe detener al malvado Nero (Eric Bana), que, movido por la venganza, amenaza a toda la humanidad. Pero el destino de la galaxia está en manos de dos jóvenes rivales que nacieron en mundos diferentes: James Tiberius Kirk (Chris Pine), un joven de una granja de Iowa, y Spock (Zachary Quinto), un paria que creció en el planeta Vulcano.