经过帝国皇家位面探索公司和帝国参谋总部的商议，他们决定这次穿越的位面将会是星际迷航系列的第十一部。
2387年，一颗极不稳定的超新星威胁了整个银河系。
斯波克大使驾驶着携带有“红物质”()的飞船，试图创造一个人工黑洞来消灭超新星。
但是，在斯波克完成任务前，超新星已经吞噬掉了罗慕伦帝国的母星罗穆卢斯星。
失去妻儿的罗慕伦采矿船纳拉达号()舰长尼禄(Nero)将其母星与同族人民的毁灭归罪于斯波克，急于向他复仇;然而，黑洞的事界困住了两艘星舰，并把它们送到了过去。
154年前，纳拉达号首先抵达了过去。
它的到达在外层空间中事先引发了一场雷暴，联邦星舰开尔文号()奉命调查之。
尼禄袭击了开尔文号，对其造成了严重损坏。
代理舰长乔治·柯克()下令全舰疏散，并独自留在舰上为逃走的穿梭机提供掩护，他怀孕的妻子也在乘客当中。
当乔治驾驶着开尔文号猛烈撞向纳拉达号时，他的儿子詹姆斯·泰比里厄斯·柯克在一艘穿梭机上出生了。
25年后，斯波克大使也抵达了，但尼禄当即便将其俘虏，并把他放逐到织女四星()上，令其能亲眼目睹瓦肯星()的毁灭。
柯克长大后，成为了一名天资聪颖但又鲁莽、玩世不恭的年轻人。
而斯波克则在瓦肯星上度过他的幼年，其半人类的血统屡遭族人的歧视。
为了激发柯克的潜能，克里斯托弗·派克()上校将其父亲的英勇事迹告诉了柯克，并说服他加入星际舰队。
在前往星际舰队学院的途中，柯克与同学伦纳德·麦科伊成为了好友。
在学院的第三年，“小林丸号测试()”的程序员斯波克中校指控柯克在该测试中作弊。
在听证会上，星际舰队收到了来自瓦肯星的求救信号，报告其大气层中出现雷暴现象，学员们被紧急指派到了轨道上的星舰。
作为柯克的主治医生，麦科伊把柯克伪装成他照料的病人，偷带上了联邦星舰进取号。
柯克从瓦肯星发出的求救信号中发现了与开尔文号毁灭时的相似之处，并向派克舰长提出警告说，舰队正被诱入圈套当中。
随即，迟到的进取号发现整个舰队都被毁灭了，而纳拉达号正在向瓦肯星的地核钻孔。尼禄要求派克独自乘坐穿梭机向他投降。
派克服从了他的要求，并将斯波克提升为舰长，把柯克提升为大副。
在前往纳拉达号的途中，柯克、苏鲁田光与轮机长奥尔森()在轨道上进行了跳伞，以降落在钻探平台上并摧毁之;奥尔森不幸遇难，但柯克与苏鲁成功停住了钻探机。
然而，钻探机已经钻到了尼禄所需要的深度，他随即向行星的核心抛入红物质，将整颗星球化为一处黑洞。